Đặc điểm
Cây cacao là cây công nghiệp lâu năm, sống ở vùng nhiệt đới, có tuổi thọ từ 20-30 năm và chiều cao từ 4-8m, có thể lên đến 10m nếu có cây bóng râm Thân cây thẳng và quả cacao sau khi thu hoạch thường dài khoảng 15-25 cm, nặng từ 300-400g, bên trong chứa từ 30-40 hạt nhỏ Hạt cacao, sau khi được lên men và sấy khô, có màu đỏ nâu và được bao phủ bởi lớp thịt quả màu trắng, có vị ngọt.
Cây cacao phát triển tốt trong môi trường khí hậu nhiệt đới, với nhiệt độ lý tưởng từ 21-32°C Để cây sinh trưởng mạnh mẽ, cần lượng mưa hàng năm từ 1500-2500mm và độ ẩm cao, đạt 70-80% vào ban ngày và lên đến 100% vào ban đêm.
Cây cacao bắt đầu cho quả sau 5 năm trồng, với năng suất cao nhất đạt từ 8-10 năm, dao động từ 300-500kg hạt khô/ha, trong khi cây cacao lai có thể đạt năng suất lên tới 1000kg hạt khô/ha Cacao có hai mùa thu hoạch: vụ chính từ tháng 9 năm trước đến tháng 2 năm sau và vụ phụ từ tháng 5 đến tháng 6 hàng năm.
Sau khi thu hoạch, quả cacao thường gặp phải tình trạng mất mùa khoảng 30% do sâu bệnh Các loại sâu bệnh chủ yếu ảnh hưởng đến cây cacao bao gồm bệnh thối đen quả, bệnh chổi rồng, bệnh thối quả do sương giá và bệnh chết lùn mạch máu.
Bệnh chết nhánh mạch, bệnh sưng chồi do virus, bệnh Capsid, bệnh Mirids và sâu đục quả cacao là những vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến cây cacao Ngoài ra, sự phá hoại từ sóc, chuột và khỉ cũng cần được chú ý Để kiểm soát hiệu quả các loại sâu bệnh này, cần kết hợp sử dụng giống cây trồng phù hợp, đảm bảo chất lượng canh tác và áp dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật đã được phê duyệt.
Cấu tạo
Quả cacao từ cây Theobroma cacao L bao gồm lớp vỏ quả, vỏ nhầy, vỏ trấu và hạt cacao Khi chín, vỏ ngoài dày và cứng có thể làm phân hữu cơ, thức ăn chăn nuôi và nguồn kali cacbonat Phần thịt quả ăn được có màu trắng đục, chứa khoảng 12% đường và độ pH thấp (3.3 đến 4.0) do hàm lượng axit xitric cao, đồng thời chứa đến 10% pectin Thịt quả cacao có thể được chế biến thành mứt, thạch, đồ uống có cồn và dấm.
Hạt cacao, phần chính được sử dụng trong thương mại, bao gồm lớp vỏ ngoài, phôi và 2 lá mầm Lớp vỏ ngoài đóng vai trò bảo vệ hạt Trong quá trình lên men, phôi sẽ chết, và sau khi được làm khô, hàm lượng chất béo của hạt cacao dao động từ 34% đến 56%.
Hình 1.3: Cấu tạo quả cacao
Tính chất hóa học
Lipid (Bơ cacao hay dầu cacao) có hương vị trung tính, chiếm khoảng
40 – 50% khối lượng hạt cacao và có các đặc tính như sau:
- Tạo cho sản phẩm cacao có độ cứng, giòn đặc trưng
- Nóng chảy ở 32oC, thấp hơn nhiệt độ trong cơ thể nên khi ăn sẽ dễ tan chảy và tạo cảm giác dễ chịu khi ăn.
- Có chứa chất chống oxy hóa nên có thể bảo quản lâu dài, có thể lên đến 5 năm mà không xuất hiện hiện tượng bị hôi.
Bơ cacao chứa chủ yếu axit béo oleic, palmitic và stearic, chiếm hơn 90% triacylglycerol, cùng với một số axit béo không bão hòa đa như axit arachidonic và linoleic (5-10%) Do cấu trúc phân tử phức tạp của các axit béo trong triglyceride, lipit trong bơ cacao không được hấp thụ hiệu quả hoặc nhanh chóng như các chất béo thực vật khác, dẫn đến thời gian chuyển hóa tổng thể chậm hơn và làm chậm quá trình hấp thu ở đường ruột.
Tốc độ hấp thu triacylglyceride trong bơ cacao chậm hơn, cùng với hàm lượng polyphenolic cao trong cacao, mang lại lợi ích cho sức khỏe Nghiên cứu cho thấy, việc tiêu thụ cacao giúp giảm cholesterol LDL huyết tương và apo B, trong khi làm tăng cholesterol HDL huyết tương, từ đó cải thiện sự cân bằng lipid trong cơ thể.
Theobromin là một hợp chất tinh thể nhỏ màu trắng, có vị đắng và công thức phân tử C7H8N4O2, khác với caffeine nhờ có thêm một nhóm methyl Thuộc nhóm alkaloid, theobromin không cung cấp năng lượng nhưng có nhiều chức năng khác Hợp chất này được phát hiện bởi một nhà bác học người Nga vào năm 1842 Theobromin hòa tan trong clorofoc và axit axetic, bắt đầu thăng hoa ở nhiệt độ 308°C, là thành phần chính của cacao, chiếm khoảng 1.5-1.7% trọng lượng hạt.
Hình 1.4: Công thức cấu tạo của Theobromin.
Theobromin được tìm thấy không chỉ trong hạt cacao mà còn trong vỏ quả cacao, với hàm lượng từ 0.5-1.0% so với trọng lượng của vỏ Chất này có khả năng tăng cường sức chịu đựng của tim, vì vậy nó thường được sử dụng trong các hợp chất điều trị bệnh tim.
Caffeine có công thức hóa học là C8H10O2N4, tồn tại trong hạt cacao với hàm lượng 1g/100g bột cacao Chất này hòa tan trong nước với tỷ lệ 1/46, nhưng dễ hòa tan trong dung môi clorofoc Caffeine có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương, mang lại cảm giác hưng phấn và nâng cao năng lực làm việc của cơ thể Tuy nhiên, việc sử dụng caffeine với liều lượng cao có thể gây độc Hàm lượng caffeine trong cacao có thể thay đổi tùy thuộc vào kỹ thuật bảo quản, giống cacao, thời gian thu hoạch và vị trí địa lý.
Hình 1.5: Công thức cấu tạo của Caffein
Hạt cacao mới thu hoạch chứa 12-14% carbohydrate có thể tiêu hóa, bao gồm khoảng 7% tinh bột, 1% đường, 2.5% xenlulose và 1.5% pentose Vỏ cacao cũng chứa 16.5% xenlulose và 6% pentose Sau quá trình lên men, hàm lượng carbohydrate trong hạt cacao giảm xuống còn 5-6% do sản xuất các sản phẩm lên men.
Hạt cacao chứa 10% protein, trong khi vỏ cacao có tỷ lệ protein cao hơn, đạt 13.5% Các thành phần protein chính trong cacao là albumin và globulin Tuy nhiên, hàm lượng methionine, một axit amin thiết yếu cho việc tổng hợp protein hoàn chỉnh, lại thấp.
1.4.6 Vitamin và các khoáng chất
Cacao là nguồn cung cấp phong phú các khoáng chất thiết yếu, với hàm lượng khoáng trung bình trong hạt cacao khoảng 2.5-3% và 6.5% trong vỏ Các khoáng chất quan trọng bao gồm sắt (Fe), magie (Mg), photpho (P) và kali (K), với tỷ lệ K2O 34%, P2O5 32%, MgO 16% và Fe2O3 từ 0,01-0,03% Nếu hàm lượng sắt trong cacao tăng cao, cần kiểm tra thiết bị sản xuất để tránh tình trạng bị vỡ.
Ngoài ra, trong cacao còn có chứa một lượng rất nhỏ Cu, Zn, As, I,
Chất thơm trong cacao bao gồm các hợp chất dễ và khó bay hơi Trong quá trình rang hạt cacao, hầu hết các chất thơm dễ bay hơi, thường mang mùi khó chịu, đã bị loại bỏ, giúp cải thiện hương vị và mùi thơm của cacao Ngược lại, những chất thơm có giá trị cao vẫn hòa tan trong dầu cacao, góp phần tạo nên sự phong phú cho sản phẩm cuối cùng.
D-linalol là một thành phần quý giá trong quả cacao, thường xuất hiện cùng với các axit béo có phân tử thấp như axit caprylic, axit capric, axit valerialic, amylaxetat và amylbutyrat.
Hình 1.6: Công thức cấu tạo của Linalol
Phân loại
Hiện nay, trên thế giới có nhiều chủng cacao khác nhau, nhưng có thể phân loại chúng thành ba nhóm chính: Theobroma cacao Forastero, Criollo và Trinitario.
Theobroma cacao Forastero chiếm hơn 80% sản lượng cacao toàn cầu, nổi bật với năng suất cao và khả năng kháng bệnh tốt Tuy nhiên, hạt cacao Forastero có chất lượng trung bình và chủ yếu được trồng ở các quốc gia châu Phi như Bờ Biển Ngà, Ghana và Nigeria Đặc điểm của Forastero bao gồm nhị hoa màu tím, quả màu xanh lá cây chuyển sang vàng khi chín, hình dáng dài và nhọn, ít khía và bề mặt trơn Hạt cacao có màu đỏ đậm, hơi lép, với tử diệp màu tím đậm, có vị chát hoặc đắng, mỗi quả chứa từ 30 đến 60 hạt.
Cacao Theobroma cacao Criollo là giống cacao có chất lượng hương vị tốt nhất, chiếm 5% thị trường thế giới và sản xuất loại chocolate ngon nhất Tuy nhiên, giống này khó trồng do khả năng kháng bệnh kém và năng suất thấp, hiện chỉ chiếm khoảng 5% tổng sản lượng cacao toàn cầu Hoa cacao có màu hồng nhạt, hạt hơi tròn, quả có màu đỏ hoặc xanh trước khi chín, hình dáng dài với phần dưới nhọn và 10 khía đều nhau Vỏ quả sần sùi, mỏng và dễ cắt, lớp trong ít mô gỗ Hạt tươi có màu trắng hoặc hơi vàng, trong khi hạt khô có mùi thơm mạnh, ít đắng, với mỗi quả chứa từ 20 đến 40 hạt.
Theobroma cacao Trinitario là dòng cacao lai giữa Theobroma cacao Criollo và Forastero, sở hữu các đặc tính trung gian như kháng bệnh cao và chất lượng tốt Dòng cacao này có phôi nhũ màu tím nhạt, quả dẹt với hơn 40 hạt mỗi quả và rãnh sâu không rõ nét Trinitario chủ yếu được trồng tại Nam Mỹ.
Tình hình sản xuất
Cacao hiện nay được trồng ở hơn 50 quốc gia, chủ yếu tập trung tại Tây Phi, Trung và Nam Mỹ, cùng với châu Á Tuy nhiên, khoảng 70% sản lượng cacao toàn cầu chỉ đến từ ba nước: Bờ Biển Ngà, Ghana và Indonesia Trong đó, Bờ Biển Ngà là quốc gia sản xuất cacao lớn nhất thế giới, với sản lượng niên vụ 1999/2000 đạt 1,3 triệu tấn, chiếm 41,9% tổng sản lượng cacao toàn cầu Ghana và Indonesia có sản lượng niên vụ tương ứng khoảng 390.000-400.000 tấn.
- Châu Phi gồm có Bờ Biển Ngà (Cốtđivoa), Ghana, Nigieria, Uganda
- Châu Mỹ gồm có Brazil, Cameroon, Ecuador.
- Châu Á gồm có Inđônêsia, Malaysia, Việt Nam.
Trong mùa vụ cacao 2018/2019, sản lượng cacao toàn cầu đạt 4,8 triệu tấn Bờ Biển Ngà và Ghana dẫn đầu với hơn 60% tổng sản lượng, trong khi Ecuador chiếm 6% Indonesia là quốc gia sản xuất cacao lớn nhất tại châu Á.
Hình 1.8: Các nước sản xuất cacao trên thế giới năm 2019.
Hạt cacao được chế biến thành nhiều sản phẩm như cacao khối, bơ cacao, bột cacao và chocolate Châu Âu chế biến gần 40% sản lượng cacao hàng năm, trong đó Hà Lan là quốc gia dẫn đầu với khoảng 600.000 tấn, trong khi Thụy Sĩ chế biến khoảng 46.000 tấn cacao.
Hình 1.9: Các nước chế biến cacao trên thế giới năm 2019.
Trào lưu trồng cacao ở Việt Nam khởi đầu từ trước khi đất nước thống nhất, khi cacao được đưa vào miền Nam bởi người Pháp và người Mỹ Tuy nhiên, do chiến tranh và bất ổn tại các khu vực sản xuất nông nghiệp, ngành công nghiệp cacao không thể phát triển và khai thác tiềm năng thương mại Trong thời kỳ này, cây cacao không mang lại lợi nhuận như cà phê, tiêu, điều, dẫn đến việc nhiều nông dân chặt bỏ cây cacao.
Theo Ban Điều phối phát triển cacao Việt Nam (2019), diện tích canh tác cacao tại Việt Nam đạt đỉnh vào năm 2012 với 25.700 ha, nhưng đã giảm liên tục và đến năm 2019 chỉ còn 5.028 ha Sự suy giảm diện tích canh tác chủ yếu diễn ra ở các tỉnh như Bến Tre, Đắc Lắk, Bình Phước, Lâm Đồng, Bà Rịa - Vũng Tàu và Tiền Giang.
Hiện nay, nhiều doanh nghiệp và tổ chức đang đầu tư phát triển thị trường nguyên liệu cacao tại Việt Nam, tiêu biểu như dự án cánh đồng mẫu lớn của Công ty TNHH Cacao Trọng Đức và Công ty Cổ phần Bamboo Capital tại Đồng Nai, cùng với Công ty TNHH Cao Nguyên Xanh ở Đắc Lắk Ngoài ra, một số công ty cũng đã đầu tư xây dựng nhà máy chế biến sản phẩm cacao với công nghệ tiên tiến, điển hình là Công ty Cacao Trọng Đức.
Kimmy; Binon cacao - đồng thời đầu tư xây dựng khu du lịch sinh thái trải nghiệm về cacao.
Hạt cacao Việt Nam được xuất khẩu bởi các công ty như Armajaro, Acon và Bến Thành Ngoài ra, nhiều công ty chế biến bột nhão, bột và bơ cacao như Phạm Minh, cũng như các sản phẩm chế biến từ cacao như rượu, chocolate, bột cacao và bánh kẹo như Trọng Đức, Vina cacao và Binon cacao Sản phẩm chocolate từ hạt cacao Việt Nam được quốc tế công nhận và đã giành nhiều giải thưởng danh giá, nổi bật là sản phẩm của Marou và Stone Hill.
Việt Nam, một quốc gia mới nổi trong ngành công nghiệp cacao toàn cầu, sản xuất khoảng 5.500 tấn hạt cacao hàng năm, trong khi tổng sản lượng thế giới đạt khoảng 4,8 triệu tấn Dù sản lượng còn khiêm tốn, hạt cacao Việt Nam đã được công nhận trên thị trường quốc tế nhờ chất lượng lên men tốt Điều này có được là nhờ sự quan tâm từ các khu vực công và tư nhân cùng với điều kiện khí hậu đặc trưng của Việt Nam.
Việt Nam hiện đứng thứ 23 trong danh sách các quốc gia có sản phẩm cacao đạt hương vị tốt, trở thành quốc gia châu Á thứ hai sau Indonesia Đáng chú ý, 40% sản lượng cacao của Việt Nam được công nhận, trong khi Indonesia chỉ có 1% Sự khác biệt này không chỉ đến từ yếu tố thổ nhưỡng mà còn từ phương pháp lên men tự nhiên, giúp tạo ra sự độc đáo cho hạt cacao Quá trình lên men, rang và nghiền hạt cacao đã làm nổi bật hương trái cây đặc trưng của cacao Việt Nam.
Thị trường tiêu thụ
Năm 2019, châu Âu chiếm gần một nửa lượng tiêu thụ cacao toàn cầu với 45% sản lượng, tiếp theo là châu Mĩ với 32% Hoa Kỳ dẫn đầu về tiêu thụ các sản phẩm cacao với 797.000 tấn, trong khi Thụy Sĩ xếp thứ 18 toàn cầu với 46.000 tấn Tuy nhiên, xét về mức tiêu thụ trên đầu người, Thụy Sĩ gần như dẫn đầu thế giới với 5,5 kg cacao/người, vượt qua các nước khác như Đức và Pháp.
Hình 1.10: Thị trường tiêu thụ cacao trên thế giới năm 2019.
Cách chế biến cacao
Sau khi thu hoạch, quả cacao sẽ được chế biến thành hạt cacao thông qua các bước tách hạt, lên men và sấy khô Đầu tiên, các quả cacao được lựa chọn cẩn thận, sau đó tiến hành tách hạt để loại bỏ phần thịt quả, đảm bảo hạt vẫn nguyên vẹn nhằm chuẩn bị cho quá trình lên men Tùy vào mục đích sử dụng, các quy trình chế biến tiếp theo sẽ khác nhau.
Hạt cacao được lên men bằng cách xếp thành từng đống trên sàn hoặc ủ trong thùng, được lót và đậy bằng lá chuối để tạo hương vị và mùi thơm đặc trưng, tăng độ ngon cho cacao Đây là bước quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn đến chất lượng hạt cacao thành phẩm; nếu quá trình lên men thất bại, không có cách nào cải thiện chất lượng Quá trình này kéo dài từ năm đến sáu ngày, với hạt cacao Forastero mất nhiều thời gian hơn hạt Criollo Đến ngày thứ ba, nhiệt độ hạt cacao sẽ tăng lên 45oC và duy trì trong khoảng 50oC cho đến khi hoàn tất quá trình lên men.
Research has identified that the microbial community involved in the fermentation of cacao beans includes various yeasts such as Saccharomyces and Kluyveromyces, molds like Aspergillus, Mucor, Penicillium, and Rhizopus, as well as bacteria including Lactobacillus and Streptococcus.
Sau khi hoàn tất quá trình lên men, hạt cacao được sấy hoặc phơi khô để giảm độ ẩm xuống còn khoảng 6-8% Cuối cùng, hạt cacao thành phẩm sẽ được bao gói và bảo quản cẩn thận.
Hình 1.12: Phơi khô hạt cacao đã lên men
Lợi ích của cacao
Hạt cacao và bột cacao nguyên chất rất giàu chất xơ, đặc biệt là lớp vỏ cám của chúng, giúp cải thiện sức khỏe tim mạch Các sản phẩm cacao ít tinh chế chứa nhiều dưỡng chất có khả năng làm giảm cholesterol xấu (LDL cholesterol), mang lại lợi ích cho hệ tim mạch.
Cacao là nguồn giàu chất chống oxy hóa tự nhiên, chứa nhiều polyphenol và flavonoid như catechin, epicatechin và procyanidin, giúp ngăn ngừa xơ vữa động mạch và tổn thương do oxy hóa Những hợp chất này cũng hỗ trợ các chất dinh dưỡng chống oxy hóa khác như vitamin C và selen, đồng thời cải thiện mức oxit nitric trong máu, giúp thư giãn và giãn mạch, từ đó cải thiện lưu lượng máu Ngoài ra, cacao còn có khoảng 1% methylxanthine theobromine, có tác dụng kích thích bài niệu và giãn mạch Hơn nữa, cacao chứa nhiều hợp chất kháng khuẩn và kích thích miễn dịch, tốt cho sức khỏe răng miệng, nhưng cần phát triển các sản phẩm cacao mới không chứa đường để tối ưu hóa lợi ích này.
Cacao chứa flavanol có khả năng chuyển đổi tryptophan thành serotonin, giúp ổn định tâm trạng tự nhiên nhờ vào hàm lượng caffeine Nghiên cứu cho thấy việc tiêu thụ sản phẩm từ cacao có thể giảm căng thẳng ở phụ nữ mang thai và cải thiện tâm trạng cho trẻ sơ sinh sau khi ra đời.
Các sản phẩm phổ biến
Cacao là một nguyên liệu quan trọng trong trong công nghệ sản xuất bánh kẹo các loại và có nhiều sản phẩm nổi tiếng trên thế giới như:
- Bột cacao: Phần cacao còn lại sau khi đã ép hết bơ cacao, sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo, đồ uống.
- Bơ cacao: Phần bơ của cacao sau khi được ép tách ra, sử dụng trong thực phẩm và mỹ phẩm.
Chocolate là sản phẩm thực phẩm phổ biến nhất từ cacao, được yêu thích trên toàn thế giới, đặc biệt trong giới trẻ Nguyên liệu chính của chocolate là cacao, được phối trộn với đường, sữa và chất béo Có nhiều loại chocolate khác nhau, bao gồm dark chocolate và milk chocolate.
Tổng Quan Về Chocolate Sữa
Nguyên liệu sản xuất chocolate sữa
Chocolate sữa được chế biến từ cacao, sữa và đường, trong đó đường mang lại vị ngọt đặc trưng Quy trình sản xuất chocolate sữa khá đơn giản, bao gồm việc trộn bột cacao và sữa với khoảng 20% đường cho đến khi tạo thành hỗn hợp sệt, có thể được định hình thành các khối vuông hoặc các hình dạng khác.
Quy trình sản xuất chocolate sữa bao gồm các bước phức tạp với các thành phần chính là cacao, sữa, đường, chiết xuất vani và lecithin Cacao có thể được sử dụng ở dạng tự nhiên hoặc chế biến với chất kiềm để giảm độ chua Đầu tiên, cacao cần được trộn với đường trước khi thêm các nguyên liệu khác Tiếp theo, chiết xuất vani, lecithin và các hương liệu bổ sung như muối hoặc hạt cà phê sẽ được thêm vào để tạo ra hương vị hoàn hảo cho sản phẩm.
Ca cao chứa nhiều thành phần quan trọng như nước, chất béo (bơ cacao), carbohydrate, nitrogen, acid hữu cơ và muối khoáng Hàm lượng của các thành phần này sẽ khác nhau tùy thuộc vào chất nhầy, vỏ hạt và thịt hạt của cacao.
Chất nhầy trong quả có hàm lượng nước và đường cao, cùng với acid citric giữ pH ở mức 3,5 Thịt hạt chứa nhiều bơ cacao, trong khi vỏ hạt chứa ít bơ cacao và chất nhầy không có Vỏ hạt lại có hàm lượng carbohydrates cao (Trịnh Xuân Ngọ, 2009).
Thành phần hóa học của hạt cacao:
Bơ cacao, chiếm 48-50% trọng lượng hạt cacao đã lên men và sấy khô, là thành phần chính của hạt cacao Sau khi được chiết tách, bơ cacao có dạng tinh thể nhỏ, màu trắng vàng và mang hương thơm đặc trưng.
Bơ cacao có những đặc tính quan trọng như độ cứng và độ giòn ở nhiệt độ bình thường, tạo ra sản phẩm chocolate đặc trưng Nó nóng chảy ở 35°C, thấp hơn nhiệt độ cơ thể, giúp dễ tan trong miệng và mang lại cảm giác dễ chịu Bên cạnh đó, bơ cacao khá bền và khó bị oxi hóa, cho phép bảo quản lâu mà không bị hôi Thành phần chính của bơ cacao là các triglycerid của acid béo no, cùng với nhiều loại triglycerid khác nhau, khiến bơ cacao có nhiều dạng tinh thể đa dạng.
Sữa bột nguyên kem được chế biến từ sữa tươi với hàm lượng nước chỉ còn khoảng 2 – 7%, chứa 28.4% chất béo và 24.0% protein, có thể thay đổi tùy theo yêu cầu sản xuất Đường saccharose, phụ gia tạo ngọt phổ biến trong thực phẩm, chủ yếu được chiết xuất từ cây mía, cũng có mặt trong củ cải đường, thốt nốt, mật ong và một số loại trái cây Saccharose, một disaccharide với công thức C12H22O11, được cấu tạo từ glucose và fructose.
Vani, hay còn gọi là vanilla, là chế phẩm tự nhiên được chiết xuất từ quả của loài lan dây leo Vanilla planifolia (Vanilla frazan) thuộc họ Orchidaceae Vani không chỉ giúp tăng cường mùi vị cho món ăn mà còn góp phần làm dậy mùi, tạo cảm giác ngon miệng hơn.
Chất hóa nhũ lecithin tồn tại dưới hai dạng: dạng lỏng, sệt, màu nâu với mùi đặc trưng và dạng hạt màu vàng nâu, trơn Khi tiếp xúc với không khí, dạng hạt sẽ chuyển sang màu nâu, có khả năng tan trong nước và dầu, nhưng không tan trong aceton Lecithin là một chất béo thiết yếu cho tế bào cơ thể, đặc biệt là tế bào não.
Lecithin, một chất nhũ hóa phổ biến và được châu Âu công nhận là an toàn cho sức khỏe, thường được sử dụng trong các hỗn hợp thực phẩm như kẹo và chocolate để tạo sự đồng nhất Nó cải thiện tính thấm ướt của bột ưa nước và bột lipophilic, đồng thời kiểm soát bột trong các sản phẩm bổ sung như whey protein Lecithin không chỉ giúp cô đặc whey protein mà còn làm cho nó dễ hòa tan trong nước và mang lại hương vị dễ chịu hơn.
Giá trị dinh dưỡng và lợi ích
Theo bảng phía dưới ta có thể thấy trong 100g chocolate sữa bao gồm:
- 43% carbohydrates, trong đó 97% là ở dạng đường tinh giản (đường sucrose).
- 51% chất béo trong đó 62% là chất béo bão hòa.
- 500 calories (đối với phụ nữ trên 60kg, lượng calories này chỉ khoảng 20% lượng cần thiết cho một ngày).
Bảng 1: Hàm lượng chất trung bình trong Chocolate
Grams per 100g Calories Tỉ lệ phầm trăm
Chất béo bão hòa 18.7 168.3 62% chất béo
Bảng số liệu chỉ mang tính chất tham khảo và tổng quan, vì chocolate sữa được bổ sung nhiều thành phần khác nhau Tỷ lệ các nguyên liệu trong chocolate sữa sẽ thay đổi tùy thuộc vào công thức và xu hướng thương mại của từng công ty.
2.2.2 Lợi ích của chocolate với sức khỏe
Nhiều người lo ngại rằng chất béo trong chocolate có thể gây hại cho sức khỏe, dẫn đến mụn trứng cá, béo phì, tăng huyết áp, bệnh mạch vành và tiểu đường Tuy nhiên, các chuyên gia dinh dưỡng khẳng định rằng điều này không hoàn toàn chính xác Lợi ích sức khỏe của chocolate chủ yếu đến từ các thành phần chống oxy hóa trong cacao Chocolate có hàm lượng cacao cao và ít đường sẽ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.
Hình 2.2: Các viên chocolate được tạo hình tinh tế
Theo Livescience, chocolate đen tốt cho sức khỏe hơn chocolate sữa do chứa ít nhất 35% cacao, trong khi chocolate sữa chỉ có 10% Mặc dù chocolate đen có vị đắng và ít ngọt hơn, nhưng nó mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.
Giảm nguy cơ ung thư, đột quỵ, bệnh tim mạch
Theo một nghiên cứu ở khoảng 20.000 người trung niên và cao tuổi của Đại học Aberdeen, Scotland, chỉ cần ăn một thanh chocolate nhỏ mỗi ngày sẽ giảm 11% nguy cơ mắc bệnh tim mạch và 23% nguy cơ đột quỵ Không những vậy, hợp chất flavanols trong chocolate đen có tính chất chống viêm và chống oxy hóa giúp giảm các tổn thương tế bào liên quan đến bệnh tim, huyết áp và cải thiện các chức năng mạch máu Điều này góp phần rất quan trọng trong việc kiểm soát hoạt động của các gốc tự do Từ đó, hạn chế và ngăn ngừa nhiều loại ung thư tấn công tế bào cơ thể.
Chocolate giúp cải thiện tâm trạng
Chocolate là món quà lý tưởng cho các cặp đôi trong ngày Valentine, không chỉ vì sự ngọt ngào mà còn vì những lợi ích sức khỏe mà nó mang lại Sử dụng chocolate giúp cải thiện tâm trạng, mang đến cảm giác vui vẻ và hạnh phúc cho người nhận.
Theo các chuyên gia, chocolate chứa tryptophan, một axit amin giúp kích thích não sản sinh hormone serotonin, mang lại cảm giác hưng phấn Ngoài ra, chocolate còn chứa phenylethylalanine, một axit amin hoạt động như thuốc chống trầm cảm tự nhiên Do đó, việc tiêu thụ chocolate có thể giảm lo âu và căng thẳng, đồng thời cải thiện tâm trạng Hơn nữa, đường trong chocolate cũng đã được chứng minh là có tác dụng làm dịu cơn đau ở cả người và động vật.
Giúp làm giảm mức cholesterol trong máu
Việc tiêu thụ chocolate có thể giúp bạn làm giảm đáng kể được nồng độ cholesterol xấu trong máu.
Phòng suy giảm trí nhớ
Nghiên cứu từ Đại học Y Harvard cho thấy việc uống hai ly chocolate nóng mỗi ngày có thể duy trì sức khỏe não bộ, tăng cường sự minh mẫn và giảm nguy cơ suy giảm trí nhớ ở người cao tuổi Đặc biệt, chiết xuất cacao gọi là lavado có khả năng làm giảm tổn thương thần kinh thường gặp ở bệnh nhân.
Alzheimer Do vậy nó làm chậm lại quá trình suy giảm trí nhớ, chứng quên do thoái hóa ở người cao tuổi.
Các nhà khoa học từ Đại học Edinburgh và Đại học Cambridge (Anh) đã chỉ ra rằng chocolate đen chứa nhiều magie, một khoáng chất quan trọng cho việc duy trì đồng hồ sinh học ổn định Do đó, việc tiêu thụ một thanh nhỏ chocolate đen có thể hỗ trợ con người điều chỉnh nhịp điệu ngày và đêm, từ đó cải thiện chất lượng giấc ngủ.
Giúp làm dịu cơn ho
Chocolate chứa theobromine, một hợp chất có khả năng ngăn chặn cơn ho bằng cách tác động lên dây thần kinh phế vị, giúp truyền tín hiệu từ hệ thống thần kinh trung ương đến não.
Mặc dù chocolate sữa mang lại hương vị ngọt ngào và được nhiều người yêu thích, nhưng nó chứa hàm lượng đường cao và năng lượng dồi dào Các chuyên gia khuyến cáo rằng những ai muốn giảm cân hoặc duy trì cân nặng nên tiêu thụ chocolate sữa một cách vừa phải Ngoài ra, lượng đường cao trong chocolate sữa cũng có thể dẫn đến sâu răng, đặc biệt là ở trẻ em.
Quy trình và thiết bị sản xuất Chocolate sữa
Sơ đồ quy trình công nghệ
Hình 3.1: Sơ đồ qui trình công nghệ.
Giải thích qui trình
Mục đích công nghệ: Chuẩn bị
Quá trình nhào trộn giúp phân bố đồng đều các nguyên liệu, tạo ra dung dịch huyền phù Trong đó, bơ cacao đóng vai trò là môi trường phân tán, trong khi bột cacao, đường và sữa là các thành phần thuộc pha phân tán.
Các biến đổi của nguyên liệu
Trong quá trình sản xuất chocolate, sự phân bố đồng đều của các thành phần là yếu tố quan trọng nhất Cacao khối, với độ nhớt cao, và bơ cacao thường được thêm vào dưới dạng lỏng, trong khi đường và sữa chủ yếu ở dạng bột và ưa nước Do đó, việc nhào trộn trở nên khó khăn, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa hai nhóm nguyên liệu, độ nhớt của pha lỏng và kích thước của pha rắn Nồng độ cao của các cấu tử pha rắn cùng với độ nhớt lớn của pha lỏng sẽ làm tăng lực ma sát và nhiệt độ của hỗn hợp.
Khi nhào trộn chocolate có bổ sung sữa, cần lưu ý rằng pha lỏng là một hệ nhũ tương giữa bơ cacao và nước Nếu độ ẩm của chocolate chỉ từ 1-2%, chocolate vẫn giữ được tính linh động, thuận lợi cho quá trình nhào trộn Tuy nhiên, khi độ ẩm vượt quá 6%, độ nhớt của chocolate sẽ tăng lên, gây khó khăn cho việc nhào trộn Do đó, khi làm chocolate sữa với sữa cô đặc, cần thêm đường để giảm độ ẩm, hoặc tốt nhất là sử dụng sữa bột.
Trong quá trình nhào trộn, các chất rắn có thể kết hợp thành các hạt lớn hơn, với độ ẩm của các thành phần trong khối chocolate ảnh hưởng đến kích thước của các cấu tử hình thành Đặc biệt, độ ẩm cao trong bột cacao sẽ thúc đẩy sự hình thành các cấu tử lớn Nếu sau khi nhào trộn, hàm lượng cấu tử lớn vẫn còn cao, cần tiến hành giai đoạn nghiền để giảm kích thước của chúng.
Bơ cacao và cacao khối được làm nóng chảy và cho vào thiết bị nhào trộn Sau đó, hỗn hợp đường và sữa đã được nghiền mịn sẽ được thêm từ từ Trong giai đoạn này, chỉ một phần chất béo và chất nhũ hóa được bổ sung, phần còn lại sẽ được thêm vào trong giai đoạn xử lý nhiệt Hương liệu có thể được cho vào trong giai đoạn này hoặc trong giai đoạn xử lý nhiệt.
Thời gian nhào trộn hỗn hợp lý tưởng là từ 20 đến 30 phút, với nhiệt độ duy trì trong khoảng 40-45°C Cần lưu ý rằng nếu nhiệt độ vượt quá 60°C, chất lượng sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Thiết bị melangeur là một máy trộn hiệu quả, với chảo xoay được làm từ đá granit và hai con lăn đá granit xoay Máy có chức năng nạo, giúp dẫn trực tiếp vật liệu vào dưới các trục lăn để đảm bảo quá trình trộn diễn ra đồng đều và hiệu quả.
Hình 3.2: Thiết bị nhào trộn chocolate melangeur
Mục đích công nghệ: Chuẩn bị
Quá trình nghiền nhằm giảm kích thước các thành phần rắn trong huyền phù, đặc biệt là đường và bột sữa Giai đoạn này rất quan trọng, giúp tối ưu hóa cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Trong quá trình nghiền, hỗn hợp nguyên liệu không chỉ giảm kích thước mà còn trở nên đồng nhất hơn, chuyển dần sang dạng paste Kích thước các hạt rắn có thể đạt khoảng 30μm Tuy nhiên, ma sát giữa các trục và nguyên liệu sinh ra nhiệt, làm nóng các trục và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Vì vậy, cần làm nguội hỗn hợp ở nhiệt độ khoảng 45-48°C để đảm bảo chất lượng.
Phương pháp thực hiện, thiết bị, thông số kỹ thuật:
Sau khi nhào trộn, hỗn hợp nguyên liệu được đưa vào thiết bị nghiền, thường là thiết bị nghiền 5 trục trong sản xuất chocolate Hệ thống này bao gồm bốn cuộn nghiền dài 2.5m và đường kính 400 mm, sắp xếp theo chiều dọc thành một chồng Cuộn nạp được đặt ở góc với cuộn thấp nhất, cho phép điều chỉnh tốc độ nạp liệu để xác định lưu lượng chocolate Tốc độ này có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh khe hở cuộn nạp hoặc tốc độ cuộn, với tốc độ cuộn nhanh hơn tại khe hở không đổi giúp tăng thông lượng sản phẩm.
Hình 3.3: Hệ thống thiết bị nghiền 5 trục trong sản xuất Chocolate
Mục đích công nghệ: Chế biến
Trong quy trình sản xuất chocolate, quá trình đảo trộn nhiệt đóng vai trò quan trọng, nhằm tạo ra trạng thái đồng nhất cho hỗn hợp nguyên liệu Đây là giai đoạn quyết định độ mịn của sản phẩm chocolate Thêm vào đó, xử lý nhiệt còn giúp tạo ra tổ hợp hương vị hài hòa bằng cách loại bỏ các cấu tử gây mùi xấu và hình thành các cấu tử hương mới.
Các biến đổi nguyên liệu:
Quá trình đảo trộn nhiệt trong vật lý và hóa lý giúp giảm kích thước hạt của pha rắn, tăng độ mịn và giải phóng chất béo cùng nước từ cấu trúc nguyên liệu Nhiệt độ cao làm bay hơi một phần nước, giảm độ ẩm, trong khi phần nước còn lại liên kết với chất béo nhờ lecithin, tạo hệ keo giúp giảm nhớt và làm dịu sản phẩm Về mặt hóa học, quá trình này diễn ra ở nhiệt độ 60—80°C trong thời gian dài, dẫn đến nhiều phản ứng hóa học, đặc biệt là phản ứng Maillard, làm tăng hương vị chocolate Đồng thời, tannin được chuyển hóa và các chất màu bị oxi hóa, cải thiện giá trị cảm quan Cuối cùng, một số acid dễ bay hơi có mùi khó chịu như acid acetic cũng sẽ bay hơi.
Phương pháp thực hiện và thiết bị:
Hiện nay, quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện theo phương pháp gián đoạn Có hai kiểu thiết bị sử dụng cho quá trình này.
Thiết bị dạng trục dọc (longitudinal shaft) thường có năng suất nhỏ và thời gian thực hiện dài, nhưng lại mang đến chất lượng cảm quan tốt cho sản phẩm chocolate Loại thiết bị này thường được sử dụng tại các cơ sở nhỏ hoặc để sản xuất các loại chocolate đặc biệt.
Thiết bị nghiền búa là một công cụ có năng suất cao, nổi bật với khả năng trượt mạnh mẽ (shearing), giúp rút ngắn thời gian xử lý nhiệt.
Hình 3.4: Thiết bị xử lý nhiệt a) Thiết bị dạng trục dọc; b) Thiết bị dạng nghiền búa
Nhiệt độ cao trong quá trình đảo trộn nhiệt giúp rút ngắn thời gian, do tốc độ bay hơi ẩm và quá trình đồng hóa diễn ra nhanh hơn nhờ giảm độ nhớt Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao có thể gây ra phản ứng hóa học không mong muốn, làm sản phẩm có mùi khó chịu Nhiệt độ xử lý thường phụ thuộc vào thiết bị, với 60-80°C cho chocolate không sữa và 45-60°C cho chocolate sữa Thời gian đảo trộn nhiệt phụ thuộc vào nguyên liệu, nhiệt độ và cường độ đảo trộn, với quy trình truyền thống kéo dài đến 72 giờ Hiện nay, nhờ vào tác dụng shearing và giảm độ ẩm ban đầu, thời gian này có thể rút ngắn xuống còn 9 giờ.
Chỉ tiêu sản phẩm
3.3.1 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
Chocolate được người tiêu dùng đánh giá cao và chất lượng của nó là yếu tố quan trọng Sản phẩm chocolate phải tuân thủ các quy định cụ thể, cùng với các tiêu chí chất lượng và an toàn theo Quy định Luật Thực phẩm Chung của Cộng đồng Châu Âu (EC) số 178/2002 Do đó, cần xem xét các yêu cầu và tiêu chí cụ thể đối với sản phẩm chocolate theo luật của EU và các quy định tại một số quốc gia lớn khác.
Các yêu cầu chính về thành phần chocolate bao gồm hàm lượng tối thiểu của chất khô cacao, chất khô cacao không béo và bơ cacao Đối với chocolate sữa, tổng hàm lượng chất khô từ sữa cũng cần được xác định Gần đây, việc bổ sung các thành phần sữa không đầy đủ, như bột whey vào chocolate sữa, đã thu hút sự chú ý Miễn là lượng chất rắn sữa tối thiểu được đáp ứng theo tỷ lệ tự nhiên trong sữa, các thành phần bổ sung này được coi là chấp nhận được.
Chocolate sữa phải có ít nhất 25% chất khô cacao, trong đó bao gồm tối thiểu 2,5% chất rắn cacao không có chất béo Ngoài ra, sản phẩm cần chứa từ 12% đến 14% chất rắn sữa, với tối thiểu 2,5% đến 3,5% chất béo sữa Các yêu cầu về hàm lượng chất khô sữa và chất béo sữa sẽ được quy định bởi cơ quan có thẩm quyền theo luật hiện hành Chất khô từ sữa là sự bổ sung các thành phần sữa theo tỷ lệ tự nhiên, ngoại trừ chất béo sữa có thể được điều chỉnh.
Vị chocolate đóng vai trò quan trọng nhất trong đánh giá cảm quan tổng thể của sản phẩm Mặc dù nhiều nhà nghiên cứu đã cố gắng khám phá và mô tả hương vị chocolate, nhưng vẫn chưa có một kết luận thống nhất và phủ định nào về tầm quan trọng của yếu tố này.
Chocolate có ba đặc tính cảm quan quan trọng, trong đó kết cấu đóng vai trò lớn trong nhận thức về chocolate, bên cạnh độ cứng và độ mịn Nghiên cứu cho thấy việc cải tiến độ mịn của chocolate dưới 10 mm là không cần thiết, vì các dây thần kinh cảm giác của con người không thể phân biệt độ mịn nhỏ hơn kích thước này Nếu không đạt yêu cầu, vị bơ không mong muốn, tương tự như bơ đậu phộng, có thể xuất hiện.
Nghiên cứu năm 1992 chỉ ra rằng mức tối ưu cho kích thước hạt chocolate nằm trong khoảng từ 10 đến 50 mm, với kích thước 28 mm được xem là thô Mặc dù kích thước này ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng tổng thể của sản phẩm, chocolate có kích thước hạt 28 mm lại mang đến hương vị ngọt hơn.
Kết cấu của bơ cacao liên quan chặt chẽ đến độ dẻo của nó, mang lại đặc tính độc đáo không tan trong miệng, điều này chỉ có ở sản phẩm chocolate Cấu trúc tinh thể của bơ cacao không chỉ tạo độ bóng và ổn định cho chocolate mà còn khiến nó chuyển từ trạng thái rắn sang lỏng ở nhiệt độ miệng Độ cứng của chocolate rất quan trọng trong việc đánh giá cảm quan, với các nhãn hiệu chocolate trơn thường có độ cứng cao hơn chocolate sữa, đồng thời được đánh giá có chất lượng vượt trội về độ mịn.
Bảng 3: Một số chỉ tiêu cảm quan của chocolate
Các chỉ tiêu Yêu cầu
Sản phẩm có màu sắc đặc trưng từ nâu nhạt đến nâu đậm, với bề mặt mịn màng, không có lỗ khí hay sạn Khi để ở nhiệt độ phòng, chocolate sẽ tan chảy trong vòng 30 giây Mùi hương của sản phẩm mang đặc trưng của cacao, từ thơm nhẹ đến thơm nồng tùy thuộc vào nồng độ cacao.
Vị Vị ngọt nhẹ đến rất ngọt kèm chút vị đắng của cacao tuy vào phần trăm sữa và cacao trong sản phẩm.
Khi thưởng thức chocolate, cảm nhận đầu tiên là cấu trúc cứng có thể bẻ bằng tay Hương vị đắng ngọt nhẹ vẫn còn lưu lại sau 10 giây nuốt Chocolate cần đảm bảo độ dính, vẫn còn cảm giác trong khoang miệng sau 5 lần nhai Độ mịn của chocolate phải đảm bảo không có hạt, và sẽ tan chảy dần dần trong miệng sau khoảng 30 giây ngậm.
Hành vi nóng vội của người tiêu dùng là một trong những yếu tố quan trọng thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường chocolate Các sản phẩm chocolate được trưng bày tại các cửa hàng bách hóa và siêu thị dễ dàng thu hút sự chú ý của khách hàng đang chờ đợi, dẫn đến quyết định mua hàng ngay cả với các sản phẩm cao cấp Màu sắc hấp dẫn và phong cách đóng gói sáng tạo được các nhà sản xuất áp dụng để thuyết phục người tiêu dùng Ngoài ra, ngành thực phẩm tiện lợi như bánh quy, bánh ngọt và kem sử dụng chocolate làm nguyên liệu chính, từ đó góp phần làm tăng doanh số bán chocolate.
Chocolate và các sản phẩm bánh kẹo chocolate là những thực phẩm được ưa chuộng toàn cầu, với khả năng tăng cường serotonin và cải thiện tâm trạng nhờ vào việc giải phóng endorphin Sản phẩm chocolate đa dạng về hình dạng, kích cỡ và bao bì, phù hợp cho nhiều dịp lễ khác nhau Ngành công nghiệp chocolate trị giá hàng tỷ đô la đang phát triển mạnh mẽ, với nhiều sản phẩm mới được giới thiệu để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.
Thị trường chocolate đang trên đà phát triển mạnh mẽ, với giá trị hàng tỷ đô la trong thập kỷ qua Tại các nước phát triển, chocolate đã trở thành một ngành công nghiệp vững mạnh, trong khi dân số trẻ ở các quốc gia mới nổi đóng vai trò là người tiêu dùng chính, thúc đẩy sự tăng trưởng này Sự bùng nổ trong lĩnh vực dịch vụ thực phẩm và các sản phẩm giá trị gia tăng cũng hỗ trợ cho thị trường chocolate Ngành công nghiệp này đang dần thay thế các loại bánh kẹo truyền thống ở các nước đang phát triển, với sự gia tăng doanh số bán hàng nhờ vào sự hiện diện của các thương hiệu khu vực tại Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ và Trung Quốc Bên cạnh đó, các thương hiệu đa quốc gia cũng ngày càng phổ biến, nhờ vào sự thay đổi trong sở thích và lòng trung thành của người tiêu dùng.