Khoa học về socola chương 3 trần thanh giang dịch

Đầu tiên là nhiều loại tạp chất này rất cứng và sẽ làm tổn hại đến máy móc được dùng để nghiền hạt.. Ở đây có thể thấy rằng khi điều kiện rang được điều chỉnh cho hạt có kích thước trung

CHƯƠNG 3: CHẾ BIẾN HẠT CA CAO

Thông thường hạt ca cao được vận chuyển đến nơi sản xuất chocolate thường có khí hậu ôn hòa Tuy nhiên, các nước trồng ca cao đang tự chế biến được hạt ca cao để sản xuất ca cao khối ngày một nhiều Ưu điểm của việc này là ca cao khối dễ dàng vận chuyển hơn nhiều – do ảnh hưởng của hơi ẩm đến hạt ca cao trên tàu vận chuyển đã đề cập trước đây Ngoài ra, lớp vỏ, thường là phế liệu, không cần phải vận chuyển hàng ngàn dặm chỉ để vứt đi Bất lợi là người sản xuất kiểm soát không tốt thời gian và nhiệt độ chế biến hạt, do đó sẽ ảnh hưởng lớn đến hương vị chocolate cuối cùng Giải pháp là chế biến 1 phần hạt ca cao, khi đó bước xử lý nhiệt cuối cùng được tiến hành tại nhà máy sản xuất chocolate Cho dù quá trình chế biến diễn ra ở đâu thì cũng đều bao gồm làm sạch hạt, loại bỏ vỏ và rang hạt bằng một số cách

3.1 LÀM SẠCH HẠT

Vì hạt ca cao thường được làm khô trên mặt đất nên thường lẫn cát, đá, sắt, thực vật… Những tạp chất này phải được loại bỏ vì 2 lý do Đầu tiên là nhiều loại tạp chất này rất cứng và sẽ làm tổn hại đến máy móc được dùng để nghiền hạt Thứ hai là các tạp chất hữu cơ sẽ bị cháy trong quá trình rang hạt và tạo ra mùi khó chịu, ảnh hưởng xấu đến hương vị ca cao Vì vậy quá trình làm sạch phải tiến hành ở bước đầu tiên của quy trình sản xuất chocolate

Thông thường có một số các quá trình khác nhau được kết hợp để loại bỏ các loại tạp chất Sắt được loại bỏ bằng nam châm, trong khi bụi có thể được thổi ra bởi lực hút Đá có kích thước tương tự với kích thước của hạt ca cao nhưng có khối lượng riêng lớn hơn Chúng có thể được tách riêng bằng cách rung trên mặt lưới được đặt nghiêng so với mặt đất Không khí đi qua mắt lưới và thổi hạt ca cao bay cao hơn đá

Vì gần với lưới rung hơn nên đá chuyển động lên trên rồi rơi vào túi hứng Không khí vận chuyển hạt xuống phần dưới của lưới, ở đó chúng sẽ tiếp tục đi đến quá trình chế biến tiếp theo

3.2 RANG VÀ TÁCH VỎ

Nhân hạt phải được rang trước khi sản xuất chocolate Giai đoạn này chuyển các tiền chất hương vị thành các hợp chất hóa học thực sự tạo mùi vị chocolate Ngoài ra, nhiệt độ cao cùng với lượng ẩm còn lại trong hạt sẽ tiêu diệt bất cứ hệ vi sinh nào

nhiễm vào, ví dụ như salmolellae, vốn có thể nhiễm vào hạt khi làm khô trên mặt đất

Nhiều nhà sản xuất sử dụng hệ thống phân tích mối nguy tại các điểm kiểm soát tới hạn (HACCP) Điều này có nghĩa là cả quy trình sản xuất chocolate được đánh giá

để xác định bất cứ nguồn nguy hiểm có thể có cho con người Vì hạt được mua từ các nhà cung cấp với số lượng lớn và có thể bị nhiễm nhiều loại vi khuẩn có hại, do đó cần phải xử lý tất cả các hạt vì chúng là các mối nguy tiềm tàng cho đến khi bị loại bỏ Quy trình rang hạt sẽ thực hiện điều này, vì vậy một khi đã tiến hành rang thì hạt ca cao tuyệt đối an toàn Phân tích hạt ở giai đoạn này, được cho là điểm tới hạn, sẽ xác

3.2.1 Vấn đề về sự khác nhau về kích thước hạt

Hạt ca cao có nhiều kích thước, phụ thuộc vào nguồn gốc, điều kiện khí hậu, mùa

vụ thu hái và rất nhiều yếu tố khác Thông thường hạt được rang trong các mẻ nhỏ khoảng vài trăm kg trong thiết bị rang hình cầu (xem hình 3.1) Người vận hành có thể kiểm tra một số hạt từ máy rang hoặc bị dính vào khay làm nguội, và từ mùi thơm của hạt có thể điều chỉnh nhiệt độ và thời gian để đảm bảo hương vị được phát triển chính xác Hạt cũng được phân loại để có kích thước tương tự nhau trong mỗi mẻ Tuy nhiên, điều này là không thể đối với các nhà máy hiện đại phải chế biến vài tấn hạt mỗi giờ

Hình 3.1 Thiết bị rang ca cao hình cầu

Vấn đề gây ra do sự khác nhau về kích thước hạt được minh họa trong hình 3.2 Ở đây có thể thấy rằng khi điều kiện rang được điều chỉnh cho hạt có kích thước trung bình, các hạt nhỏ hơn sẽ bị rang quá mức, trong khi đó nhân của các hạt lớn hơn vẫn chưa được rang đủ Trong trường hợp sau, các chất tiền hương vị sẽ không được tạo thành đầy đủ, vì vậy hương vị chocolate sẽ ít Đối với trường hợp hạt nhỏ, có thể tạo ra các hợp chất sâu xa hơn vốn không cần thiết đối với hương vị mong muốn

Sự khó khăn trong trường hợp hạt lớn được minh họa trong hình 3.3 Ở đây, nhiệt

độ được đo trong thiết bị rang và một vài vị trí bên trong hạt Ngay cả sau một thời gian dài (15 phút), nhiệt độ của nhân hạt vẫn không đạt được đến nhiệt độ của bên ngoài Sự khác biệt về việc hình thành các hợp chất hương vị khác nhau cũng có thể thấy được bằng cách tiến hành các phân tích bởi các máy như sắc ký lỏng cao áp (HPLC, chương 8) đối với các kích thước hạt khác nhau

Hình 3.2 Ảnh hưởng của kích thước hạt đến mức độ rang

Hình 3.3 Sự thay đổi nhiệt độ ở giai đoạn đầu trong thiết bị rang và trong hạt

Có hai phương pháp để khắc phục vấn đề này Phương pháp đầu tiên là chỉ rang nhân hạt, vì kích thước các mảnh nhân nhỏ hơn rất nhiều nên nhiệt có thể dễ dàng truyền vào giữa Phương pháp thứ 2, nhân hạt được nghiền mịn để chuyển thành cocoa khối (liquor hoặc mass) Do bơ ca cao được giải phóng từ các tế bào bên trong hạt, khi nhiệt độ tăng thì sẽ chuyển thành dạng lỏng Quá trình này gọi là rang ca cao khối Sơ

đồ các phương pháp rang khác nhau được trình bày trong bảng 3.4

Hình 3.4 Sơ đồ biểu diễn ba phương pháp rang ca cao

Cả hai phương pháp trên đều cần tách vỏ trước khi thực hiện rang Cần phải thực hiện tách vỏ cẩn thận, vì vỏ thường dính các hạt cát nhỏ khi làm khô trên mặt đất Những hạt cát này cùng với lớp vỏ rất cứng sẽ làm hư hỏng bất cứ thiết bị nghiền nào trong suốt quá trình sản xuất chocolate Ngoài ra, đôi khi có những yêu cầu pháp lý chỉ cho phép một lượng nhỏ vỏ được phép xuất hiện trong bất kì sản phẩm nào được gọi là chocolate Người ta cũng cho rằng vỏ tạo ra hương vị kém cho chocolate Một lượng nhỏ chất béo trong vỏ không phải bơ ca cao, và giống như chất béo sữa (chương 2 và 6) cũng có tác dụng làm mềm chocolate

3.2.2 Tách vỏ

Tách vỏ là quá trình phân tách vỏ và một ít mầm ra khỏi phần còn lại của hạt Giống như tên gọi thì quá trình này dựa trên cùng nguyên tắc được sử dụng khi phân tách hạt bắp ra khỏi vỏ mày trong suốt quá trình thu hoạch

Điều cần thiết là giữ cho nhân hạt có kích thước càng lớn càng tốt để có thể tách chúng ra khỏi vỏ dễ dàng hơn Quá trình sẽ loại bỏ đi các nhân hạt nhỏ lẫn với vỏ, vì vậy xét về mặt kinh tế, việc tiến hành tách vỏ một cách chính xác là rất quan trọng Bất kì hạt nào đã bị vỡ thì cũng sẽ được tách ra trước để hạn chế bị vỡ thêm Các hạt còn lại thường bị phá vỡ bằng cách va đập vào mặt đĩa với tốc độ cao Sau đó những hạt này sẽ được đưa đến sàng rung

Vỏ có thành phần chính là xơ và thường có dạng phẳng Mặt khác, nhân hạt lại thường có dạng hình cầu, chứa hơn một nửa là béo nên đậm đặc hơn Khi hai loại này được rung cùng với nhau, lớp vỏ nhẹ sẽ đi lên trên (giống như tách ra khỏi hạt và đất đá) Nếu không khí thổi từ dưới lên qua hỗn hợp, lớp vỏ nhẹ với diện tích bề mặt lớn hơn sẽ bay lên, trong khi nhân hạt nặng hơn sẽ rơi xuống để đi đến quá trình tiếp theo Nguyên tắc này được minh họa trong mục 2, chương 12

3.2.3 Rang nguyên hạt

Quá trình này vẫn được nhiều nhà sản xuất chocolate sử dụng Ưu điểm chính là quá trình rang làm phá vỡ vỏ và và tách vỏ ra khỏi nhân khá dễ dàng

Tuy nhiên, có hai nhược điểm khác ngoài vấn đề về kích thước hạt Khi gia nhiệt,

bơ ca cao chảy lỏng Một phần bơ ca cao đủ tự do để di chuyển vào lớp vỏ, nằm ở đó

và bị loại bỏ khi tách vỏ Khoảng 0,5% bơ ca cao bị thất thoát theo cách rang này Ngoài ra, cần nhiều năng lượng hơn để gia nhiệt nhân hạt thông qua lớp vỏ Tất cả năng lượng được sử dụng để gia nhiệt lớp vỏ đều là lãng phí Ước tính phương pháp rang nguyên hạt tốn khoảng 44% năng lượng so với các phương pháp rang khác

3.2.4 Rang nhân hạt và rang ca cao khối

Vì lớp vỏ liên kết khá chắc chắn với nội nhũ trước khi hạt được gia nhiệt nên phải

áp dụng một số phương pháp tiền xử lý nhiệt trước khi tách vỏ Các quá trình này thường là cho hạt tiếp xúc rất nhanh với nguồn nhiệt mạnh của hơi bão hòa hoặc tia hồng ngoại Lượng nhiệt này làm nóng bề mặt, nhưng tâm vẫn nguội hơn rất nhiều, và không xảy ra phản ứng thay đổi hương vị nào Nước bên trong hạt bốc hơi và thoát ra ngoài vỏ, làm cho vỏ được tách ra dễ dàng hơn nhiều so với quá trình làm vỡ hạt để tách vỏ

Trong trường hợp rang nhân hạt, thiết bị sử dụng tương tự với thiết bị rang nguyên hạt Tuy nhiên, đối với rang ca cao khối, nhân hạt phải được nghiền mịn để chuyển thành dạng lỏng Điều này đòi hỏi việc kiểm soát độ ẩm phải rất cẩn thận Nếu độ ẩm quá cao, ca cao khối sẽ đặc sệt và không còn ở dạng lỏng nữa Ngay cả một lượng nhỏ nước cũng phản ứng mạnh mẽ với hệ cellulose – protein – chất béo, và lượng ẩm khoảng 10% cũng sẽ tạo ra dạng vật liệu rắn rất khó nghiền Mặt khác, hàm lượng ẩm quá thấp sẽ tạo ra chocolate có hương vị rất kém Trong suốt quá trình rang, các tiền chất hương vị có thể phản ứng theo nhiều cách, phụ thuộc vào lượng ẩm có mặt Ở hàm lượng ẩm rất thấp, chúng không thể tạo ra được các hợp chất như mong muốn

3.2.5 Thiết bị rang

Quá trình rang có thể tiến hành trong thiết bị liên tục hoặc gián đoạn Thiết bị rang hình trống (hình 3.5) được sử dụng phổ biến hơn dạng cầu (hình 3.1) Những thiết bị này có thể có năng suất lên đến 3 tấn 1 mẻ Nhiệt có thể bổ sung từ bên ngoài thông qua lớp vỏ thiết bị hoặc thổi không khí nóng vào trống quay

Cần cả nhiệt và nước để tiêu diệt các vi sinh vật nhiễm vào Những thiết bị rang này được thiết kế để bổ sung nước hoặc hơi nước vào để làm tăng hiệu quả tiêu diệt Tuy nhiên, cần làm khô hạt trở lại một cách cẩn thận trước khi diễn ra quá trình rang,

vì quá nhiều nước có thể loại bỏ các hợp chất hương vị mong muốn cũng như không mong muốn Như đã đề cập trước đây, hạt quá khô cũng không được mong muốn Thông thường khi tăng đến nhiệt độ rang từ 110 đến 1400C thì độ ẩm giảm xuống dưới 3% Tổng quá trình rang thường kéo dài từ 45 phút đến 1 giờ Sau khi rang, sản phẩm thường được làm nguội ở thiết bị làm nguội khác

Hình 3.5 Hệ thống rang gián đoạn (Barth Ludwigsburg GmbH & Co., Germany)

(a) Ống funnel; (b) trống rang; (c) ống dẫn dung dịch kiềm hóa; (d) bộ phận gia nhiệt bằng gas hoặc dầu; (e) bộ phận làm nguội

Khi cần xử lý lượng hạt hoặc nhân hạt lớn, có thể tiến hành trong thiết bị rang hạt hoặc nhân hạt liên tục Thiết bị rang liên tục được minh họa trong hình 3.6 Hạt được cấp gián đoạn vào hệ thống các kệ nằm trên đỉnh thiết bị Kệ này bao gồm một loạt các thanh có không khí nóng thổi qua Sau một thời gian xác định, các thanh này sẽ đổi chiều nghiêng, bắt đầu từ thanh dưới cùng cho đến khi thanh trên cùng đã đổi chiều thì một mẻ nguyên liệu mới sẽ được cho vào đỉnh Bằng cách này, hạt sẽ rơi xuống kệ bên dưới và đi vào thiết bị rang Các kệ bên dưới được sử dụng để làm nguội nhanh Cần một lượng rất lớn không khí nóng đi qua những thiết bị rang này và phải cẩn thận đảm bảo rằng không làm mất đi các hợp chất hương vị dễ bay hơi, cùng với ẩm bay hơi trong suốt quá trình rang

Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống rang liên tục (A) Nhập liệu; (B) phân phối nhập liệu; (C)

quạt khí thải; (D) bộ phận gia nhiệt không khí; (E) bộ phận lọc khí; (F) vít trích ly

Rang ca cao khối được tiến hành trong thiết bị có thiết kế đặc biệt để trải ca cao khối lỏng, nóng lên bề mặt của một trụ dài, nóng có trục quay nhanh ở tâm Trục này

có gắn cánh quạt và mái chèo, khuấy liên tục dịch lỏng và cạo bề mặt để giúp ca cao không quá nóng Quá trình này có thể diễn ra trong 1 – 2 phút

3.2.6 Thay đổi hóa học trong suốt quá trình rang

Hạt chưa rang thường có vị rất chát và đắng Nhiệt độ cao và khô trong suốt quá trình rang làm loại bỏ nhiều acid dễ bay hơi, đặc biệt là acid ethanoic, và làm cho nhân hạt hoặc hạt ca cao ít chua hơn Các acid ít bay hơi, như ethanedioic (oxalic) và lactic, vẫn không thay đổi nhiều vì quá trình rang

3.2.7 Phản ứng Maillard

Phản ứng Maillard, còn được gọi là phản ứng hóa nâu phi enzyme, là phản ứng quan trọng đối với chất lượng thực phẩm xuyên suốt trong ngành công nghiệp thực phẩm và làm cho sản phẩm có màu sắc và mùi vị khi được nướng hoặc rang Đây là phản ứng cực kì phức tạp, liên quan đến nhiều hợp chất có khối lượng phân tử thấp với hàng trăm phản ứng và các sản phẩm trung gian khác nhau Những sản phẩm trung gian này có thể có hoặc không có mùi vị Một số hoạt động như là chất xúc tác cho các phản ứng khác, trong khi một số khác có thể dừng một chuỗi các phản ứng đặc biệt

suốt quá trình lên men đã cắt mạch chúng thành các acid amin, vì vậy hình thành một

số tiền chất, sau đó được chuyển thành hương vị chocolate nhờ quá trình rang

Các con đường chính của phản ứng Maillard được thể hiện trong hình 3.7 Tất cả các phản ứng đều diễn ra ở pH > 3 Các phản ứng bên trái là con đường tạo hương vị

là chủ yếu Các đường bị bẻ gãy thành mạch Carbon ngắn hơn (C1, C2 theo chiều dài mạch) Các chất trung gian quan trọng 1DH, 3DH, và 4DH lần lượt là 1-, 3- và 4-deoxyhexosulose và là các hợp chất dicarbonyl Các con đường bên phải thường tạo thành các sản phẩm màu sắc hơn là hương vị

Hình 3.7 Phản ứng Maillard

Phản ứng Strecker liên quan đến sự hình thành aldehydes, một số này kết hợp cùng với các acid amin thường không có mùi, vị, để tạo hương vị chocolate Một trong những phản ứng này liên quan đến phản ứng của acid amin là glycine với glyoxal (hợp chất 1,2-dioxo) Những phản ứng này cuối cùng tạo thành pyrazine, là các hợp chất heterocyclic với 2 nguyên từ Nito trong một vòng 6 Lượng pyrazine được tạo thành phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và thời gian của phản ứng rang Trong thực tế, việc xác định hàm lượng pyrazine đã được sử dụng làm phương pháp xác định mức độ rang

ca cao khối (xem chương 8)

Mùi đặc trưng của chocolate cũng có thể tạo ra bởi phản ứng của acid amin như leucine, threonine và glutamine với glucose, ở nhiệt độ khoảng 1000C Nhiệt độ cao hơn sẽ tạo ra rất nhiều mùi khó chịu

3.3 NGHIỀN NHÂN CA CAO

Nghiền nhân ca cao có 2 mục đích chính Mục đích đầu tiên là làm cho các hạt ca cao nhỏ đến mức có thể sản xuất chocolate Nhân ca cao sẽ được tiếp tục nghiền nữa trong suốt quá trình sản xuất chocolate sau này, vì vậy không cần thiết phải nghiền

nhân quá mịn ở giai đoạn này Mục đích thứ 2 quan trọng hơn là thu được càng nhiều chất béo càng tốt từ các tế bào trong nội nhũ Chất béo cần thiết để giúp chocolate chảy được, cả trong sản xuất kẹo ngọt cũng như làm cho chocolate tan chảy trong miệng Chất béo cũng là thành phần chính đắt nhất trong chocolate, vì vậy cần tận dụng tối đa các chất béo sẵn có Trong tế bào, chất béo có kích thước trung bình là: dài

20 – 30 micron và rộng 5 – 10 micron

Hình 3.8 cho thấy các phần của hai hạt ca cao được nhìn dưới kính hiển vi Chất béo đã được nhuộm màu nên có màu tối Khi ẩm có mặt cùng với chất béo, cả hai không thể trộn lẫn nhưng chúng có thể tồn tại với nhau dưới 2 dạng: nhũ tương nước trong dầu, với các giọt nước được bao quanh là béo, hoặc nhũ tương dầu trong nước, khi đó dầu/mỡ tạo thành giọt nhỏ và được bao quanh là nước Tính ổn định của các giọt nhỏ này được hỗ trợ bởi một số loại phosphoglyceride (được gọi là phospholipid), giúp tạo được bề mặt liên kết giữa béo và nước Những loại này gọi là chất nhũ hóa (xem chương 5) Trong nhân hạt ca cao cũng có một chất nhũ hóa gọi là lecithin Hai loại hệ nhũ tương này có thể tồn tại trong các tế bào ca cao Hình 3.8 a cho thấy hệ nhũ tương dầu trong nước và hình 3.8 b cho thấy pha ngược lại

Hình 3.8 Hình ảnh hạt ca cao nhìn dưới kính hiển vi (chất béo có màu đen)

mới tạo bởi lực xé tế bào Nghĩa là, nghiền làm giảm kích thước tế bào đồng thời cũng làm cho dịch lỏng ca cao lỏng hơn vì giải phóng nhiều chất béo tự do hơn Cuối cùng khi không còn chất béo được giải phóng thì nếu tiếp tục nghiền nữa cũng chỉ tạo ra nhiều bề mặt mới cần được áo ngoài bởi chất béo hơn Do đó cao khối trở nên đặc hơn Hình 3.9 thể hiện một số số liệu thí nghiệm minh họa điều này

Hình 3.9 Độ nhớt của ca cao khối khi được nghiền ở độ mịn khác nhau

Thành tế bào bao gồm chủ yếu là cellulose Tốc độ chất béo có thể thoát ra ngoài lớp cellulose phụ thuộc vào hàm lượng ẩm có mặt (xem mục 3, chương 12) Khi béo được ép ra ngoài ca cao để sản xuất bột ca cao, quá trình ép này có thể được hỗ trợ bằng cách thêm 1 ít ẩm vào khối ca cao Tuy nhiên khi nghiền, như đã biết đối với rang ca cao khối, tốt hơn là có độ ẩm thấp để làm cho ca cao khối dễ chảy hơn

3.3.1 Máy nghiền ca cao

Cần nghiền nhân hạt từ kích thước tối đa khoảng 0,5 cm xuống dưới 30 micron Điều này có nghĩa là hạt phải được nghiền để giảm kích thước xuống 100 lần Hầu hết máy nghiền chỉ giảm kích thước hạt được 10 lần, vì vậy cần tối thiểu 2 máy nghiền Ngoài ra, một số máy nghiền làm việc tốt hơn với vật liệu rắn, trong khi một số khác lại chỉ làm việc với chất lỏng Điều này có nghĩa là ca cao thường được nghiền 2 lần, đầu tiên với máy nghiền va đập sẽ làm chảy lỏng chất béo và tạo ra dịch lỏng chứa các hạt lớn có đường kính vài trăm micron Máy nghiền thứ 2 thường là máy nghiền bi, vốn chỉ làm việc với dịch lỏng, hoặc máy nghiền đĩa, hoạt động giống máy nghiền bắp truyền thống, có thể làm việc được với cả dạng lỏng và rắn Ca cao được nghiền có 7% khối lượng là hạt tinh bột, có kích thước từ 2 – 12,5 micron và vì vậy không bị nghiền nhỏ nữa Cellulose chiếm khoảng 10% ca cao khối, và protein có hàm lượng lớn hơn một ít

Nếu nhà máy định ép ca cao khối để sản xuất bột ca cao thì ca cao khối thường không được nghiền mịn như loại để sản xuất chocolate Điều này là do nếu các hạt ca cao khối rất mịn sẽ làm tắc các lưới lọc trong máy ép ca cao và gây khó khăn khi tách

bơ ca cao Tuy nhiên, trong sản xuất chocolate, càng nhiều bơ ca cao được tách khỏi tế bào thì càng tốt

3.3.1.1 Máy nghiền va đập

Máy nghiền va đập làm việc bằng cách đập hạt nhân ca cao vào các búa chuyển động nhanh Đôi khi các hạt cũng đập vào rây hoặc lưới Bơ ca cao chảy ra do nhiệt va chạm và từ bản thân máy nghiền Khi đó bơ ca cao tự do cùng với các hạt nhỏ hơn sẽ

đi qua rây Các hạt lớn hơn ở lại trong máy nghiền cho đến khi bị phá vỡ bởi một loạt búa tiếp theo

3.3.1.2 Máy nghiền đĩa

Máy nghiền đĩa thường bao gồm ba cặp đĩa carborundrum (hình 3.10) Ca cao khối hoặc nhân được cho vào tâm của bộ đĩa trên cùng, gồm một đĩa quay và một đĩa đứng yên Các đĩa được nén lại với nhau và lực ly tâm tác dụng lên ca cao khối làm chúng chuyển động ra ngoài Lực xé lớn phá vỡ rất nhiều hạt và giải phóng nhiều chất béo Ca cao khối sau đó chảy xuống ống dẫn về tâm của bộ đĩa thứ 2, rồi cuối cùng vào bộ đĩa thứ 3

Hình 3.10 Sơ đồ hệ thống máy nghiền 3 cặp đĩa

3.3.1.3 Máy nghiền bi

Phần lớn ca cao trên thế giới được nghiền bằng máy nghiền bi là loại máy chỉ có thể nghiền chất lỏng và vì vậy thường hoạt động sau máy nghiền va đập Máy nghiền chứa rất nhiều bi, lực đập được tạo ra do thùng chứa quay hoặc do trục quay trung tâm

có nhiều cánh khuấy cách đều nhau như hình 3.11 Máy nghiền bi va đập và quay (hình 3.12) và bất cứ hạt nào bị kẹt giữa bi sẽ bị phá vỡ bởi lực nghiền hoặc lực xé của tác động quay Các hạt càng nhỏ di chuyển càng nhanh trong chất béo vì chúng bị đẩy

đi do bi chuyển động, nhưng các hạt lớn hơn sẽ bị nghiền vì chúng di chuyển chậm hơn Với ca cao khối thô chứa các hạt có đường kính vài trăm micron, bi có thể lớn đến 15mm Khi cần khối lỏng mịn hơn thì bi có đường kính nhỏ hơn, có thể xuống đến 2mm Càng nhiều bi trong cùng một thể tích, thì các hạt càng dễ bị kẹt giữa các bi Tốc

độ khuấy cũng tăng lên với bi nhỏ hơn

Hình 3.11 Sơ đồ hệ thống máy nghiền bi

Rây thường được sử dụng ở đầu ra của máy nghiền để ngăn cản bi phá hủy máy móc trong suốt các công đoạn sản xuất chocolate tiếp theo Bi có thể dính bẩn và được thay thế định kỳ Nam châm ở đầu ra sẽ hút bất cứ mảnh kim loại nào ra khỏi máy nghiền

Hình 3.12 Mô tả tác động nghiền giữa các bi trong máy nghiền bi

3.4 SẢN XUẤT BƠ CA CAO VÀ BỘT CA CAO

3.4.1 Kiềm hóa

Hầu hết ca cao khối sử dụng để sản xuất bột ca cao đều được kiềm hóa, trong khi rất ít ca cao khối dùng sản xuất chocolate được xử lý theo cách này Quá trình kiềm hóa được phát triển bởi Người Hà Lan ở thế kỷ 19, đó là lý do tại sao quá trình này còn gọi là quá trình Dutching Kiềm hóa là làm cho bột gần như ít kết tụ hoặc chìm xuống dưới đáy khi bổ sung vào sữa hoặc các thức uống có nước Tác dụng thực sự của kiềm hóa chưa được hiểu rõ hoàn toàn, nhưng nó ảnh hưởng đến cả màu sắc và hương vị

Dung dịch kiềm, thường là K2CO3, thường được bổ sung vào nhân hạt ca cao trước khi rang, ngay cả ca cao khối, hoặc bột ca cao cũng có thể áp dụng được Cần phải cẩn thận để không thêm quá nhiều kiềm Vì phân tử bơ ca cao bao gồm 3 acid gắn

vào khung glycerol Những acid này có thể phản ứng với kiềm để tạo ra mùi xà phòng

Để khắc phục vấn đề này, có thể bổ sung một lượng nhỏ acid ethanoidc hoặc tartaric vào sau kiềm hóa để làm giảm pH Đối với một số loại hạt có vị rất chua do sự có mặt của acid ethanoid và các acid khác trong hạt ca cao, việc kiềm hóa nhẹ để trung hòa những acid này có thể rất hữu ích để tạo ra hương vị chocolate/ ca cao cuối cùng

Hình 3.13 Epicatechin và các dạng dimer

Lý do của sự thay đổi về màu sắc là do các phản ứng của một nhóm các hợp chất hóa học được tìm thấy trong ca cao gọi là tannin (polyhydroxyphenols) Những hợp chất này bao gồm các phân tử epicatechin trong suốt quá trình lên men, sấy và rang hạt

có thể liên kết với nhau, oxy hóa hoặc phản ứng với các hợp chất hóa học khác trong hạt ca cao Điều này làm tăng số lượng các phân tử tạo màu và làm cho ca cao tối màu hơn Bằng cách điều chỉnh cẩn thận pH, ẩm, nhiệt độ và thời gian rang, có thể sản xuất được nhiều loại sản phẩm có màu sắc khác nhau

3.4.2 Bơ ca cao

Bơ ca cao có chất lượng tốt nhất thu được từ việc ép ca cao khối trong một máy ép ngang như hình 3.14 Phần trên cùng (4) bao gồm hàng loạt các ống (pot), dưới đáy là các rây bằng thép không rỉ Dịch ca cao khối nóng được cho vào miệng ống, sau đó được ép bằng pittong thép với áp suất khoảng 40 – 50 Mpa Nhân hạt ban đầu chứa 55% bơ ca cao và áp suất này có thể đẩy hơn một nửa bơ ca cao qua khỏi rây, sau đó chảy xuống ống dẫn đến bộ phận cân khối lượng Áp suất ban đầu phải tăng chậm để tránh sự hình thành lớp màng cứng có thể ngăn cản béo thoát ra Người vận hành có thể làm tăng áp suất cho đến khi lượng bơ ca cao cần thiết đã được tách ra Sau khi tách béo, vật liệu rắn còn lại trong ống có dạng hình tròn, chứa từ 8 – 24% béo, phụ thuộc vào loại bột sản xuất, gọi là bánh ca cao sau ép Khi các ống được mở ra, những bánh ca cao này được tự động lấy ra và rơi vào băng chuyền

Hình 3.14 Hệ thống nguyên lý vận hành máy ép bơ ca cao nằm ngang (1) Thùng

chứa ca cao; (2) bơm; (3) đường ống vận chuyển ca cao khối; (4) máy ép thủy lực; (5) thu bơ ca cao; (6) bơm vận chuyển bơ ca cao; (7) đường ống vận chuyển bơ ca cao; (8) đóng rắn bơ ca cao; (9) băng tải thu bánh ca cao; (10) bơm thủy lực; (11) đường ống thủy lực; (12) bảng điều khiển (Meursing và Zijderveld)

Bơ ca cao chất lượng thấp hơn thu được từ quá trình ép liên tục bơ ra khỏi hạt ca cao còn nguyên vỏ Những hạt này thường không đủ tiêu chuẩn sản xuất chocolate do chúng có thể được lên men không tốt hoặc có vị chua quá cao Lớp vỏ chứa một ít béo không phải bơ ca cao Những chất béo này cũng được ép ra và lẫn với bơ ca cao Điều này ảnh hưởng không tốt đến độ cứng và các tính chất đã biết của bơ ca cao vì hiệu ứng eutectic (xem chương 5) Loại bơ ca cao này thường đục và cần phải lọc trong Bánh ca cao ép được sản xuất từ hạt ca cao nguyên vỏ có giá trị thấp và thường sử dụng làm thức ăn gia súc Nếu không thì có thể thu hồi lượng béo còn lại bằng dung môi hoặc trích ly lỏng tới hạn

Khi mua bơ ca cao, người sản xuất được đưa ra một loại các đặc điểm kỹ thuật Các đặc điểm này bao gồm lượng acid béo tự do tối đa (thường là 1.75%) Đây là các acid tự do khỏi mạch glycerol của triglyceride Acid béo tự do sẽ làm giảm tính chất của chocolate Ngoài ra còn chỉ số xà phòng hóa tối đa (0.5%), để đảm bảo rằng không tạo vị xà phòng (Chỉ số xà phòng hóa là số mg KOH cần để phản ứng với 1g bơ ca cao)

Bơ ca cao tinh khiết có hương vị đặc biệt trở thành một phần của chocolate Đặc biệt đối với một số sản phẩm, như chocolate trắng, hương vị này được cho là khó chịu Trong trường hợp này cần khử mùi bơ ca cao Khử mùi thường thực hiện bằng cách chưng cất hơi nước bơ ca cao ở điều kiện chân không

3.4.3 Bột ca cao

Bột ca cao được sản xuất bằng cách nghiền bánh ca cao Sau khi rời khỏi máy ép, bánh ca cao bị làm nhỏ thành các miếng có đường kính dưới 3 cm giữa hai trục lăn quay ngược chiều nhau Sau đó sử dụng máy nghiền kẹp lạnh để nghiền mịn bột Máy này phải được làm lạnh nhanh bằng cách thổi dòng không khí lạnh vào ống dài tới khu vực bao gói Hầu hết béo vẫn ở dạng lỏng sau khi nghiền và phải được hóa rắn trước

khi bao gói để tránh bột ca cao dính vào nhau Sau đó thu bột ca cao vào thiết bị phân tách cyclone để loại bỏ các hạt mịn hơn bằng hệ thống lọc

Hầu hết bột ca cao có hàm lượng béo từ 20 – 22%, có thể thấp hơn là 15 – 17%, hoặc 10 – 12% Cũng có thể sản xuất các bột không béo sản xuất các sản phẩm ít béo hoặc không béo

Có thể trộn bột ca cao với các chất béo khác (chất béo thực vật) để sản xuất các sản phẩm áo ngoài có hương vị chocolate hoặc tạo ra hỗn hợp bánh và nhân… Một lượng lớn bột ca cao được sử dụng để làm thức uống chocolate, gồm đường, bột ca cao

và lecithin Lecithin có thể được bổ sung vào các bánh ca cao đã bẻ nhỏ và nghiền chung với nhau Điều này đảm bảo rằng lecitin liên kết sẽ chặt với ca cao, đặc biệt là chất béo Lecithin là chất nhũ hóa và tạo liên kết giữa béo, các hạt ca cao và nước khi pha thức uống, giúp các hạt này phân tán đều trong nước thay vì vón cục lại

CHƯƠNG 4 SẢN XUẤT CHOCOLATE LỎNG

Hầu hết mọi người nghĩ chocolate ở dạng rắn, vì đây là dạng chocolate mà người

ta hay mua và ăn Tuy nhiên, đối với nhà sản xuất, chocolate thường ở dạng lỏng và chỉ được hóa rắn ngay trước khi sẵn sàng bao gói và vận chuyển đến các cửa hàng bán

lẻ

Cần lưu ý rằng chocolate đen được sản xuất chủ yếu từ đường, nhân ca cao và bơ

ca cao Tỉ lệ các thành phần cơ bản của chocolate đen tiêu biểu này được thể hiện trong hình 1.2 Tương tự, công thức cơ bản của chocolate sữa làm từ bột sữa nguyên kem thể hiện trong hình 4.1 Có thể thấy rằng, những hạt này khá lớn, một số hạt có đường kính tới vài milimetre Do đó, đối với ca cao khối, những hạt này phải được nghiền để hạt lớn nhất cũng phải nhỏ hơn 30 micron

Hình 4.1 Các thành phần trong sản xuất chocolate sữa: (A) đường; (B) bơ ca cao;

(C) nhân ca cao; (D) bột sữa nguyên kem

Sau đó các hạt mịn phải được áo ngoài bởi chất béo để chúng có thể chảy trượt qua nhau khi chocolate tan chảy trong miệng Quá trình này diễn ra trong máy gọi là máy conche (đảo trộn nhiệt) (xem Chương 1) Đây là loại máy duy nhất được thiết kế đặc biệt cho sản xuất chocolate Những máy trộn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm, trong khi các máy nghiền được sử dụng để nghiền nhiều loại sản phẩm thực phẩm và phi thực phẩm (như mực in)

Chocolate lỏng sau đó được sử dụng để làm ra sản phẩm cuối cùng Quá trình này thường diễn ra bằng cách rót chocolate vào khuôn hoặc cho sản phẩm đi qua màn chocolate trong máy gọi là enrober (chương 7)

Cách chocolate chảy được trong suốt các quá trình này là rất quan trọng để sản xuất ra sản phẩm có khối lượng và bề ngoài chính xác Độ nhớt của chocolate phụ thuộc vào độ mạnh khi khuấy hay rót chocolate, và vì vậy chocolate được cho là chất lỏng phi Newton (chương 5) Có hai thông số độ nhớt thể hiện các biến đổi về tính chảy của chocolate là biến dạng dẻo tới hạn (năng lượng để bắt đầu chảy) và độ nhớt dẻo (độ đặc khi di chuyển khá nhanh) Cả hai thông số này phải chính xác, nếu không

sẽ tạo ra sản phẩm sai sót Ví dụ, sẽ tạo sản phẩm có mặt đáy bị xòe ra như bàn chân (hình 4.2) và làm cho sản phẩm có giá bán thấp vì hình dạng xấu, hoặc sẽ có lỗ, làm

cho nhân sản phẩm bị lộ ra (hình 4.3) Khi đó, nhân sẽ bị khô rất nhanh vì không còn được bảo vệ bởi lớp chocolate bên ngoài và thời hạn bảo quản sẽ giảm đáng kể

Hình 4.2 Sản phẩm chocolate bị lỗi

Hình 4.3 Chocolate có phần nhân chưa được bao phủ hoàn toàn

Chương tiếp theo cho thấy các yếu tố kiểm soát tính chảy của chocolate và được các nhà sản xuất sử dụng để đạt độ nhớt chính xác cho các quá trình chế biến tiếp theo

4.1 Nghiền chocolate

Mục đích của quá trình này là đảm bảo rằng không có hạt nào trong chocolate tạo cảm giác sạn, hay nói cách khác là để không có hạt nào lớn hơn 30 micron Một yếu tố quan trọng khác là đảm bảo rằng không có quá nhiều hạt quá nhỏ Không giống như ca cao khối (xem chương 3, hình 3.9) sẽ trở nên lỏng hơn khi nghiền, chocolate lại trở nên đặc hơn Điều này là do sự tạo thành nhiều hạt mịn hơn, sẽ được giải thích chi tiết trong chương 5

Có hai phương pháp khác nhau để nghiền các thành phần sản xuất chocolate:

cho hương vị khác nhau, vì đường sẽ hấp thụ nhiều mùi hương trong giai đoạn nghiền

và sẽ có mùi vị ca cao đồng đều hơn

Mỗi quá trình có ưu điểm và nhược điểm riêng ngoại trừ về khía cạnh hương vị Quá trình nghiền riêng rẽ các thành phần có thể kiểm soát tốt hơn số lượng hạt mịn, nhưng các hạt lại gần như không được áo ngoài bởi bơ ca cao ở cuối giai đoạn nghiền Điều này có nghĩa là quá trình áo ngoài bởi chất béo trong máy đảo trộn nhiệt diễn ra lâu hơn so với hầu như tất cả chúng đã được áo ngoài trong trường hợp của nghiền kết hợp

4.1.1 Máy nghiền riêng rẽ các thành phần

Yêu cầu đối với máy nghiền là làm giảm kích thước hạt đường và các hạt rắn khác xuống 100 lần, từ hàng mm xuống hàng chục micron Điều này tương tự như làm nhỏ một viên gạch xuống thành các hạt nhỏ cỡ hạt đường Khi sản xuất ca cao khối, cần lưu ý rằng tốt nhất là giảm kích thước hạt qua nhiều bước, hơn là chỉ qua 1 bước Điều này cũng đúng đối với các thành phần chocolate Máy nghiền búa/kẹp hay được sử dụng để phá vỡ nhân ca cao và rất hiệu quả để làm vỡ hạt đường Đây là vật liệu rất giòn, và khi va chạm mạnh với các búa hay kẹp bằng kim loại di chuyển nhanh sẽ phá

vỡ đường thành rất nhiều hạt nhỏ hơn Bột sữa đàn hồi và khó phá vỡ hơn, do đó cần nghiền lâu hơn

Phương pháp truyền thống sản xuất chocolate là cho đường vào máy nghiền để có kích thước trung bình là khoảng 100 micron Sau đó bổ sung các thành phần sữa và ca cao khối vào nghiền kết hợp Quá trình này vẫn còn tiến hành trong một số nhà máy, nhưng phần lớn đã được thay thế bởi quá trình nghiền kết hợp sử dụng hai máy nghiền trục, sẽ được nói đến ở phần sau

Để làm giảm kích thước các hạt xuống kích thước hạt chocolate yêu cầu, thường cần một giai đoạn nghiền khác Tuy nhiên, cả quá trình có thể diễn ra trong một máy duy nhất, gọi là máy nghiền phân loại (classifier mill), một loại máy này được mô tả trong hình 4.4 Trong máy này, một loạt giai đoạn nghiền có thể diễn ra trước khi hạt

đã được nghiền mịn thoát ra ngoài

Hình 4.4 Sơ đồ hoạt động máy nghiền phân loại được sản xuất bởi Hosakawa Micron

(1) Van nhập liệu; (2) bộ phận phân loại; (3) búa nghiền; (4) đĩa nghiền; (5) cửa ra

cyclone và túi lọc; (6) khí vào (Ziegler và Hogg1)

Các hạt đường và sữa khô được cho vào máy nghiền thông qua đường ống (1) vào đĩa nghiền (4) Đĩa này quay vài ngàn vòng một phút và có các búa, kẹp, hoặc nêm bằng kim loại ở cạnh (3), sẽ va đập với hạt, phá vỡ các hạt thành từng mảnh Một lượng lớn không khí được thổi qua máy nghiền, vào ở cửa (6) và thoát ra ở cửa (5) Dòng khí sẽ nâng hạt lên và cố kéo chúng qua bộ phận phân loại (2) Bộ phận này bao gồm hình trụ rỗng có các rãnh dọc thân Trong dòng khí thổi nhanh, các hạt nhỏ hơn

có thể đi qua với tốc độ gần như bằng không khí, nhưng các hạt lớn thì chậm hơn rất nhiều do trọng lượng và quán tính của chúng Khi dòng khí thổi qua các rãnh, các hạt nhỏ hơn có thể chui qua và đi ra khỏi máy nghiền, ở đó chúng sẽ được thu hồi nhờ bộ phận phân tách cyclone và túi lọc Các hạt lớn hơn sẽ di chuyển chậm hơn, va chạm với các thanh chuyển động giữa các rãnh và quay trở về khu vực va đập nhỏ Các hạt lớn hơn sẽ tuần hoàn nhiều lần cho đến khi đạt kích thước yêu cầu đủ nhỏ đi qua bộ phận phân loại Trong thực tế điều này có nghĩa là bất cứ hạt đường nhỏ nào bị xé nhỏ

từ các tinh thể lớn hơn sẽ đi ra ngoài máy nghiền ở lần phân loại đầu tiên, nhưng một

số hạt đường và hầu hết hạt sữa sẽ phải tuần hoàn vài lần Tất cả những hạt trong máy nghiền di chuyển với tốc độ lớn và va chạm vào nhau, tạo nên nhiều sự phá vỡ thêm nữa

Có hai cách kiểm soát kích thước hạt mà các nhà sản xuất có thể sử dụng để đạt

quá trình nghiền kết hợp, tất cả các hạt đi vào máy nghiền cho đến khi các hạt lớn nhất

bị phá vỡ), quá trình nghiền riêng rẽ tạo ra khá ít hạt mịn hơn nghiền kết hợp

Quá trình nghiền tạo ra rất nhiều nhiệt và có thể làm cho đường chuyển từ dạng tinh thể sang dạng vô định hình (xem chương 2) Chất béo có mặt cũng sẽ chảy ra làm cho các hạt dính vào nhau và làm tắc đường ống Khi hàm lượng chất béo nhiều hơn 12% thì cần phải có các biện pháp làm mát Nếu cao hơn, có thể thổi nito lỏng vào cùng với không khí, và tiến hành quá trình nghiền mát Quá trình nghiền này thường được sử dụng để sản xuất bột ca cao từ bánh ca cao, cũng như để sản xuất chocolate

4.1.2 Nghiền kết hợp

Trong quy trình sử dụng ở nhiều nhà máy sản xuất chocolate hiện đại, các hạt rắn được nghiền trong máy nghiền trục Quy trình hệ thống được thể hiện trong hình 4.5

Hình 4.5 Sơ đồ dây chuyền máy nghiền 2 trục và 5 trục

Ban đầu, ca cao khối, đường và sữa hạt được cho vào máy trộn công suất lớn cùng với một ít bơ ca cao (Đối với sản phẩm làm từ vụn chocolate, hầu hết các thành phần rắn đã nghiền sơ bộ) Điều quan trọng là phải chuyển hỗn hợp này thành dạng sệt đồng nhất với độ đồng nhất thích hợp để cho giai đoạn nghiền diễn ra chính xác Khối sệt này sau đó sẽ được cho vào máy nghiền hai trục Máy gồm 2 trục đặt nằm ngang cạnh nhau, quay ngược chiều nhau để có thể kéo hỗn hợp sệt vào khoảng trống giữa hai trục Nếu hỗn hợp sệt có cấu trúc không đúng thì sẽ tạo ra khoảng trống giữa hai trục

và quá trình sẽ ngừng lại Nếu cấu trúc đúng, áp suất và lực xé ở khoảng giữa hai trục

sẽ phá vỡ các hạt và áo ngoài các hạt mới tạo thành bằng chất béo, do đó tạo thành dạng paste khô hơn, với kích thước hạt tối đa là 100 – 150 micron

Giai đoạn nghiền cuối cùng diễn ra trong máy nghiền 5 trục, tương tự như trong hình 4.6, bề rộng có thể từ 75cm đến 2,5m Giai đoạn nghiền trục này làm giảm kích thước của hỗn hợp sệt xuống kích thước tối đa chỉ khoảng 15 đến 35 micron Kích thước thực tế phụ thuộc vào loại chocolate được sản xuất, và ảnh hưởng lớn tới tính chảy như đối với chất lỏng, cũng như mùi vị và cấu trúc trong miệng (xem chương 5)

Hình 4.6 Máy nghiền 5 trục

Hình 4.7 Sơ đồ hoạt động của máy nghiền 5 trục

Máy nghiền 5 trục gồm 5 ống trụ nằm ngang, với 4 trụ đặt trên nhau Trục đầu tiên, hoặc trục nhập liệu được đặt dưới cùng, nhưng sang bên cạnh để tạo ra dạng máng hứng với trục thứ hai để chứa hỗn hợp sệt thu được từ máy nghiền 2 trục Vì có

4 khoảng nghiền và mức độ nghiền rất mịn nên máy nghiền 5 trục vận hành chậm hơn rất nhiều so với máy nghiền 2 trục vốn có 1 khoảng nghiền Do đó, máy nghiền 2 trục thường được sử dụng xen giữa vài máy nghiền 5 trục

Các ống trục rỗng và có thể làm nguội hoặc gia nhiệt bằng nước chảy bên trong Chúng cũng có thể được ép lại gần với nhau bằng hệ thống thủy lực Áp suất này làm thẳng cho các mặt trụ cong và giữ cho khoảng cách giữa các trục đồng đều Bên trên

Một cách khác là sử dụng lực trượt để kéo các hạt tách rời nhau ra Lực trượt phụ thuộc vào tỉ số của tốc độ chuyển động giữa hai bề mặt và khoảng cách giữa chúng Điều này có nghĩa là nếu 2 bề mặt chuyển động với tốc độ khác nhau và rất gần nhau thì sẽ xuất hiện lực trượt rất lớn làm xé nhỏ các hạt ra Đây là cách thức hoạt động thực tế của máy nghiền 5 trục

Mỗi trục nghiền kế tiếp quay nhanh hơn trục nghiền bên dưới (hình 4.7), và vì màng chocolate bị cuốn theo trục quay nhanh hơn nên nó sẽ tiếp tục đi lên phía trên của máy nghiền thay vì chuyển động tròn vòng theo trục nằm dưới

Loại máy nghiền này hoạt động với màng chocolate liên tục từ máng nhập liệu cho đến lưỡi dao trên cùng Độ dày của lớp màng phụ thuộc vào khoảng cách giữa trục nghiền trên và dưới Hình 4.8 minh họa quá trình nghiền đối với trục thứ hai và ba Trục nằm dưới quay với tốc độ 55 rpm và độ dày lớp màng là 100 micron Trục nghiền nằm trên quay với tốc độ 150 rpm, nhưng lớp màng vẫn chạy lên liên tục Điều này có nghĩa là lớp màng đã được trải mỏng ra bởi tốc độ cao hơn, do đó độ dày giảm xuống phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tốc độ của hai trục, cụ thể bề dày sẽ là 100x55/150 micron (= 37 micron) Vì vậy, độ mịn cuối cùng phụ thuộc vào tỉ lệ của tốc độ của các trục và bề dày của lớp màng ban đầu Bề dày này lại phụ thuộc vào độ rộng của khoảng hở với máng hứng, cụ thể là khoảng cách giữa hai trục nghiền đầu tiên Kỳ lạ thay áp suất lại ảnh hưởng rất ít đến bề dày này trong khi lại đóng vai trò chính để tạo nên tính đồng đều của lớp màng dọc theo trục nghiền

Hình 4.8 Khoảng hở giữa trục nghiền thứ hai và thứ 3 của máy nghiền 5 trục

Nhiệt độ cũng đóng vai trò quan trọng trong vận hành máy nghiền trục Nhiệt độ làm thay đổi cấu trúc/độ nhớt của lớp màng bằng cách thay đổi tính chảy của các chất béo có mặt Bề mặt trục nghiền quay với tốc độ khá cao nên sẽ xuất hiện lực ly tâm tác động lên mỗi hạt và làm văng chúng ra khỏi máy Bản thân lớp màng sẽ kéo giữ các hạt này lại Nếu có một sai sót về cấu trúc của lớp màng, ví dụ như một số chất béo đặc lại vì quá lạnh, các hạt sẽ trở nên tự do và chocolate bị văng ra khỏi máy ngay Do

đó, kiểm soát nhiệt độ rất quan trọng khi thực hiện nghiền chocolate

Lực trượt giữa các trục không chỉ phá vỡ các hạt mà còn áo ngoài nhiều bề mặt mới được tạo thành bằng chất béo Ngoài ra, khi sự phá vỡ xuất hiện, các bề mặt mới được tạo thành thường rất hoạt động hóa học, có thể hấp thụ các chất mùi vị dễ bay từ

các hạt ca cao đã bị phá vỡ gần đó Điều này có nghĩa là chocolate có các hương vị gần như khác hoàn toàn với loại được nghiền riêng rẽ

4.2 ĐẢO TRỘN NHIỆT CHOCOLATE

Máy đảo trộn nhiệt chocolate được phát minh bởi Rudi Lindt ở Thụy Sỹ vào năm

1878 và được đặt tên giống như một loại vỏ sò có hình dạng tương tự Ông cho rằng

nó giúp chocolate mượt mà hơn và có thể điều chỉnh vị của chocolate Khi máy đảo trộn nhiệt được phát minh ra, khả năng nghiền chocolate là rất kém, vì vậy có thể các hạt bị phá vỡ trong máy đảo trộn nhiệt và do đó làm chocolate mượt hơn Tuy nhiên, ngày nay hệ thống nghiền rất hiệu quả và gần như không cần quá trình phá vỡ nào nữa, ngoại trừ khi các hạt liên kết lỏng lẻo với nhau trong các khối tụ Máy đảo trộn nhiệt vẫn làm thay đổi hương vị của chocolate và cách tan chảy của nó trong miệng Ngoài

ra, điểm quan trọng chính đối với nhà sản xuất chocolate là đảo trộn nhiệt có thể xác định độ nhớt cuối cùng của chocolate lỏng trước khi sử dụng sản xuất sản phẩm cuối cùng

Quá trình đảo trộn nhiệt trên thực tế gồm hai quá trình phân biệt diễn ra trong cùng một máy Quá trình đầu tiên là phát triển hương vị Quá trình lên men và rang đã tạo ra các hợp chất hương vị cần thiết để tạo cho chocolate có vị dễ chịu, nhưng cũng tạo nên một số hợp chất chát hoặc chua không mong muốn cần phải loại bỏ Ngoài ra, một số loại chocolate cần sự phát triển hương vị nhiều hơn, ví dụ như cần tăng hương

vị nấu mong muốn vì nhiều mục đích khác nhau

Quá trình thứ hai là chuyển chocolate từ dạng bột, vẩy, hay dạng sệt, đặc, khô thành một dạng chất lỏng có thể chảy tự do để sử dụng tạo ra sản phẩm cuối cùng Điều này liên quan đến việc áo ngoài bề mặt của hạt rắn bằng chất béo, để chúng có thể trượt lên nhau

4.2.1 Sự thay đổi hóa học

Trong suốt quá trình lên men, acid ethanoic và một lượng nhỏ các acid béo bay hơi mạch ngắn như acid propionic và isobutyric (2 methyl propanoic) được tạo thành Tuy nhiên chúng có nhiệt độ sôi trên 1180C, cao hơn đáng kể nhiệt độ của chocolate trong suốt quá trình đảo trộn nhiệt Tuy nhiên, ẩm lại được loại bỏ khỏi chocolate, đặc biệt trong suốt giai đoạn đầu của quá trình (hình 4.9), và có thể hỗ trợ loại bỏ các acid giống như quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước

Các nghiên cứu đã ghi nhận sự giảm đáng kể hàm lượng phenol trong suốt vài giờ đảo trộn nhiệt đầu Tuy nhiên vẫn chưa rõ những hợp chất này có tác động gì đến hương vị chocolate Phân tích khoảng không khí bên trên thiết bị đảo trộn nhiệt cho thấy hàm lượng chất bay hơi giảm đi 80% trong suốt vài giờ đầu đảo trộn nhiệt Cũng

có khả năng đã đảo trộn nhiệt quá mức Chocolate được chế biến quá lâu có thể có rất

ít hương vị nói chung

Hương vị chocolate phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ đảo trộn nhiệt, thông