BÀI 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHOCOLATE
3. Quy trình sản xuất chocolate
3.2. Quy trình sản xuất
3.2.2. Quy trình sản xuất chocolate
Phối trộn Nghiền-Sấy Đảo trộn nhiệt
Xử lý nhiệt
Rót khuôn
Chocolate Làm lạnh
Bao gói Bột ca cao
Lecithin Bơ ca cao
3.2.2.2. Thuyết minh quy trình a. Phối trộn
Mục đích:
Chuẩn bị: Trộn các nguyên liệu (bột ca cao, bơ ca cao, đường, sữa) đối với chocolate ngọt, nguyên liệu (bột ca cao, bơ ca cao) đối với chocolate không ngọt, lại với nhau theo một tỷ lệ thích hợp để hình thành nên hỗn hợp huyền phù đồng nhất sử dụng cho các quá trình tiếp theo (Lê Văn Việt Mẫn, 2009).
Phối trộn Nghiền-Sấy
Đảo trộn nhiệt Xử lý nhiệt
Rót khuôn
Chocolate Làm lạnh
Bao gói Bột ca cao
Lecithin Đường
Sữa Bơ ca cao
Hình 3. 9: Quy trình sản xuất chocolate ngọt
Các biến đổi xảy ra:
- Vật lý: Trong quá trình nhào trộn, nhiệt độ hỗn hợp tăng, độ nhớt giảm và kích thước các phần tử pha rắn giảm.
- Hoá lý: Hỗn hợp nguyên liệu lúc đầu, qua quá trình nhào trộn trở thành hệ huyền phù đồng nhất với bơ ca cao là pha liên tục (chiếm 35%), còn đường, sữa và bột ca cao là pha phân tán (chiếm 65%) (Beckelt, S., T., 2009).
Phương pháp thực hiện - các thông số kỹ thuật:
Ban đầu cho bơ ca cao vào thùng phối trộn tạo môi trường liên tục, sau đó cho từ từ bột ca cao, sữa, đường dạng bột vào tạo thành pha phân tán. Cho cánh khuấy hoạt động trong suốt quá trình.
Thời gian nhào trộn: 20-30 phút. Nhiệt độ: 40-450C. Nếu như độ nhào trộn vượt quá 600C sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm (do các chất béo trong sữa rất dễ bị oxy hoá trong điều kiền đảo trộn ở nhiệt độ cao và thời gian kéo dài) (Beckelt, S., T., 2009).
Độ ẩm trong bột ca cao càng cao thì quá trình tạo ra các phân tử có kích thước càng lớn mạnh, quá trình nghiền sau đó sẽ phức tạp hơn. Độ ẩm thích hợp cho việc nhào trộn của khối chocolate là 1-2%, khi đó khối chocolate còn giữ được tính linh động, nên không gây ra khó khăn cho quá trình nhào. Các chất thơm được cho thêm vào cuối giai đoạn nhào (Afoakwa, E. O, 2016).
b. Nghiền mịn
Mục đích:
Chuẩn bị: Giảm kích thước các cấu tử, tạo thuận lợi cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo sau (Lê Văn Việt Mẫn, 2009).
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Vật lý: Biến đổi quan trọng của quá trình là kích thước lớn sẽ được đưa vào thiết bị nghiền 5 trục - nhập liệu tự động - để nghiền bột đến kớch thước khoảng 30àm, tạo ra hỗn hợp mịn, độ đồng đều cao. Các trục quay với tốc độ tăng dần từ trục đáy lên trục đỉnh, bột ca cao và các tinh thể đường được nghiền mịn, sau đó được tách khỏi trục đỉnh bằng một con dao cạo sắc (Lê Văn Việt Mẫn, 2009).
Phương pháp thực hiện - các thông số kỹ thuật:
Nhiệt độ của hỗn hợp trong thiết bị phải giữ ở khoảng 45-480C. Trong quá trình nghiền, ma sát giữa các trục sẽ sinh nhiệt làm các trục nóng lên rất nhiều. Để ổn định nhiệt độ, ta cần cho nước luân chuyển trong ống để làm nguội các trục (Afoakwa, E. O, 2016).
c. Đảo trộn nhiệt
Mục đích:
Chế biến: Làm chín hỗn hợp sau khi nghiền mịn, tạo kết cấu và hương vị đặc trưng cho chocolate (Nguyễn Tiến Lực, 2016).
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
- Vật lý: Nhiệt độ khối chocolate tăng cao do ma sát giữa khối chocolate với thành thiết bị và giữa các phân tử với nhau, độ nhớt giảm.
- Hoá học: Quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao và trong khoảng thời gian dài nên có nhiều phản ứng xảy ra. Đặc biệt là phản ứng Maillard giữa acid amin với đường khử tạo màu, mùi, vị đặc trưng cho sản phẩm.
- Loại các acid dễ bay hơi có mùi khó chịu như acid acetic. Các chất màu bị oxy hoá tạo màu đặc trưng cho sản phẩm chocolate, độ ẩm giảm.
- Hoá lý: Lecithin được thêm vào (<0.5%) trước khi kết thúc quá trình đảo trộn 1 giờ với mục đích (Nguyễn Tiến Lực, 2016):
+ Làm giảm độ nhớt, giúp khối chocolate đạt được độ lỏng cần thiết.
+ Cải thiện cấu trúc chocolate.
+ Làm giảm nguy cơ xuất hiện hiện tượng nở hoa chất béo.
- Cảm quan: Có sự biến đổi sâu sắc về mùi vị và màu sắc, do đó nâng cao chất lượng của chocolate thành phẩm.
Phương pháp thực hiện - các thông số kỹ thuật:
Nhiệt độ của quá trình: được giữ ở 600C - 800C đối với chocolate không ngọt và 450C - 600C đối với chocolate ngọt (Afoakwa, E. O, 2016).
Thời gian: kéo dài từ 48-72 giờ, tuỳ thuộc vào loại chocolate và loại máy trộn khác nhau.
Ngoài ra, ta có thể cho thêm các chất tạo nhũ tương nước trong dầu, có gốc phosphatid nhằm làm giảm độ nhớt của chocolate (Afoakwa, E. O, 2016).
d. Xử lý nhiệt
Mục đích:
- Hoàn thiện: Ổn định tinh thể bơ ca cao từ dạng không bền sang dạng bền hơn, tránh hiện tượng bề mặt sản phẩm chocolate bị xám hoặc nở hoa. Ngoài ra, các tinh thể bơ ca cao phân phối đồng đều sẽ giúp chocolate dễ dàng kết rắn trong quá trình làm mát (Nguyễn Tiến Lực, 2016).
- Chuẩn bị: Sau khi tinh thể chocolate hình thành, nâng nhiệt độ lên 320C - 330C, tạo điều kiện thuận lợi cho việc rót khuôn (Nguyễn Tiến Lực, 2016).
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
- Vật lý: Sự thay đổi nhiệt độ làm kết tinh hoàn toàn các dạng tinh thể bền và không bền.
- Hoá lý: Bơ ca cao có rất nhiều dạng tinh thể và các dạng không bền sẽ từ từ chuyển sang dạng bền hơn.
- Sự ta chảy hoàn toàn khối chocolate, khối chocolate chuyển sang dạng lỏng
Dạng tinh thể γ α β β’
Nhiệt độ nóng chảy (0C) 18 23.5 - 25.5 28 30
Ba dạng cấu hình đầu không bền nên sẽ chuyển sang dạng cấu hình β’ bền hơn (bất thuận nghịch). Các dạng không bền sẽ làm chocolate bị màu xám do chất béo tái kết tinh, nhất là thành những tinh thể lớn, các giọt glyceride lỏng di chuyển lên bề mặt và kết tinh làm cho bề mặt chocolate mờ và không mịn, gây hiện tượng nở hoa chất béo. Do đó cần tạo điều kiện để tạo ra tinh thể dạng β’để khi đóng rắn bề mặt chocolate được mịn đẹp (Afoakwa, E. O, 2016).
Phương pháp thực hiện – các thông số kỹ thuật:
- Xử lý nhiệt là tạo ra dạng tinh thể bền vững của bơ ca cao trong chocolate. Hầu hết các phương pháp xử lý nhiệt đều được thực hiện theo 4 bước (ST. Beckeit, 1994):
+ Làm tan chảy hoàn toàn khối chocolate.
+ Hạ nhiệt độ đến điểm kết tinh và có thể gieo một ít mầm tinh thể, bơ ca cao sẽ tinh thể hoá nhanh.
+ Quá trình kết tinh.
+ Làm tan chảy các tinh thể không bền và các tinh thể bền kết tinh lại dưới dạng hạt.
- Đầu tiên nâng nhiệt độ khối chocolate lên khoảng 500C và giữ trong 10 phút để các khối ca cao tan chảy hoàn toàn.
- Sau đó hạ nhiệt độ khối chocolate nóng chảy xuống khoảng 270C và giữ nhiệt độ ổn định, tạo điều kiện cho các tinh thể bơ ca cao được hình thành và kết hợp với khuấy trộn để các tinh thể phân bố đều trong khối chocolate (Martin, C. D. và cộng sự, 2015).
- Sau cùng, nâng nhiệt độ của chocolate lên khoảng 32-330C để làm tan chảy các tinh thể kém bền còn sót lại, trong khi các tinh thể không bị tan chảy. Ngoài ra, lần gia nhiệt này còn tạo cho khối chocolate một độ lỏng thích hợp cho quá trình rót khuôn tiếp theo (Nguyễn Tiến Lực, 2016).
e. Rót khuôn
Mục đích:
Hoàn thiện: Quá trình này nhằm mục đích hoàn thiện, tạo hình cho sản phẩm có giá trị thương mại và đa dạng hoá sản phẩm.
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
- Vật lý: Thay đổi về nhiệt độ
- Hoá lý: Sự phân bố các tinh thể bơ ca cao trong toàn khối sản phẩm.
Ngoài ra trên thiết bị rót khuôn còn cơ cấu sàng lắc để đẩy các bọt khí thoát khỏi dịch chocolate trong khuôn dễ hơn.
Phương pháp thực hiện- các thông số kỹ thuật:
Trước khi rót khuôn phải được sấy ở 30-320C. Chocolate đã qua xử lý nhiệt được rót vào khuôn và chuyển sang bàn vỗ lắc liên tục để chocolate được phân bố đều và loại hết bọt khí (Valrhona, 1988).
Bên cạnh đó, ta có thể khuấy trộn sơ bộ lại lần nữa trước khi rót khuôn để đạt được
f. Làm mát
Mục đích:
Hoàn thiện: Tạo cấu trúc hoàn thiện cho sản phẩm, làm đóng rắn chocolate để lấy ra khỏi khuôn dễ dàng hơn và chuẩn bị cho quá trình đóng gói thành phẩm (Lê Văn Việt Mẫn, 2009).
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Sau thời gian làm mát chocolate đã đông cứng và co lại nhiều nên dễ dàng tháo ra khỏi khuôn. Hết thời gian đông lạnh, người ta cho khuôn chứa chocolate vào 1 buồng ấm để tách chocolate ra khỏi khuôn và tiến hành đóng gói.
Phương pháp thực hiện - các thông số kỹ thuật:
Chocolate sau khi rót khuôn sẽ được hệ thống băng chuyền dẫn vào hầm làm mát.
Ở đây nhiệt độ của sản phẩm được hạ từ từ xuống 7 - 100C để có đủ thời gian cho các tinh thể bơ cacao kết tinh đều, nếu hạ nhiệt độ quá nhanh sẽ gây hiện tượng sốc nhiệt, các tinh thế bơ cacao sẽ kết tinh không đồng đều và làm cho bề mặt cho sản phẩm xuất hiện các vết nứt (giảm giá trị cảm quan của sản phẩm) (ST. Beckeit, 1994).
Sau đó, sản phẩm tiếp tục được đưa qua buồng làm ấm (nhiệt độ khoảng 14 - 150C) để tránh sốc nhiệt khi đưa vào bảo quản. Thời gian của quá trình này tuỳ thuộc loại chocolate và mức độ đồng đều sau quá trình xử lý nhiệt (Martin, C. D. và cộng sự, 2015).
Quá trình sẽ kết thúc khi phần đáy của sản phẩm đã đông cứng (tùy theo từng nhà máy, thời gian làm mát sẽ thay đổi đối với từng sản phẩm cụ thể, thông thường khoảng 20 - 30 phút) (Valrhona, 1988).
g. Đóng gói
Mục đích:
- Bảo quản: Tạo sự ngăn cách giữa sản phẩm với môi trường bên ngoài, hạn chế các biến đổi gây hư hỏng, kéo dài thời gian bảo quản (chống thấm chất béo, chống lại sự xâm nhập của oxy, vi sinh vật... ) (Lê Văn Việt Mẫn, 2009).
- Hoàn thiện: Làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Không có các biến đổi nào đáng kể xảy ra khi quá trình bao gói được thực hiện tốt.
Phương pháp thực hiện - Các thông số kỹ thuật:
Sản phẩm chocolate được bao gói trong giấy nhôm, bọc bên ngoài là một lớp giấy ghi nhãn hiệu hoặc có thể chứa trong hộp thiếc, hộp giấy. Sản phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ khoảng 20 – 230C, một số sản phẩm có thể bảo quản ở nhiệt độ thường. Thời gian bảo quản từ 6 tháng đến 1 năm (Valrhona, 1988).