[ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP] XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM CHOCOLATE ĐEN TỪ HẠT CACAO VIỆT NAM LÊN MEN Ở QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM

Qua các số liệu này cho thấy sức tiêu thụ chocolate và các sản phẩm từ ca cao ngày càng tăng, vì nó không chỉ là một sản phẩm thực phẩm cao cấp mà còn cung cấp nhiều lợi ích cho sức khỏe

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM CHOCOLATE ĐEN TỪ HẠT CACAO VIỆT NAM LÊN MEN Ở

QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM

Trình độ đào tạo: Đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC & CNTP

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Trần Thị Duy Trinh Ngày sinh: 28/ 12/ 1993

MSSV : 1152020021 Lớp: DH11TP

Địa chỉ : 176/15/17 Trương Công Định, Phường 3, Tp Vũng Tàu

E-mail : tranthiduytrinh28@gmail.com

Trình độ đào tạo : Đại học

Hệ đào tạo : Đại học chính quy

Ngành : Công nghệ Thực phẩm

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

1 Tên đề tài: Xây dựng quy trình sản xuất chocolate đen từ hạt ca cao Việt Nam

lên men ở quy mô phòng thí nghiệm

2 Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Thị Hữu Hạnh

3 Ngày giao đề tài: tháng 02 năm 2015

4 Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: ngày 28 tháng 06 năm 2015

Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày…tháng… năm 2015

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân và giảng viên hướng dẫn Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

Vũng Tàu, ngày 14 tháng 07 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Trần Thị Duy Trinh

LỜI CẢM ƠN

Lời cảm ơn đầu tiên, tôi xin chân thành gửi đến Ban Giám Hiệu trường Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu, quý Thầy, Cô Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho tôi trong suốt bốn năm học và quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Phạm Thị Hữu Hạnh, đã tận tình hướng dẫn tôi trong định hướng và thực hiện đồ án

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Minh Nhựt, phụ trách PTN Bộ môn Công nghệ thực phẩm trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Vũng Tàu, ngày 14 tháng 07 năm 2015

Sinh viên

Trần Thị Duy Trinh

NHẬN XÉT GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(ký và ghi rõ họ và tên)

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU……… 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU……….5

1.1 Tổng quan về chocolate đen……… 5

1.1.1 Khái niệm về chocolate đen……… 5

1.1.2 Sơ lược lịch sử chocolate đen………5

1.1.3 Phân loại chocolate đen……… 6

1.2 Nguyên liệu để sản xuất chocolate……… 6

1.2.1 Hạt ca cao……… 6

1.2.2 Bơ ca cao……… 8

1.2.3 Đường saccharose………10

1.2.4 Các chất phụ gia……… 12

1.3 Quy trình công nghệ sản xuất chocolate đen……… 14

1.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ……… 14

1.3.2 Thuyết minh quy trình……….15

1.4 Các trường hợp sai lỗi thường gặp trong chocolate đen……… 18

1.4.1 Nở hoa đường……… 18

1.4.2 Nở hoa chất béo……… 19

1.4.3 Sự kết tinh………20

1.5 Giá trị dinh dưỡng của chocolate đen……… 21

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 22

2.1 Đối tượng nghiên cứu……… 22

2.1.2 Nguyên vật liệu………22

2.1.3 Hóa chất……… 22

2.2 Phương pháp nghiên cứu……… 23

2.2.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài……….23

2.2.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích……… 23

2.3 Bố trí thí nghiệm……… 23

2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ đường: bơ ca cao ảnh hưởng đến cấu trúc và hương vị của sản phẩm chocolate đen ………23

2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng độ mịn của các thành phần trong hỗn hợp chocolate sau khi nghiền đến cấu trúc của sản phẩm……….28

2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các chế độ nhiệt trong quá trình xử lý nhiệt (tempering) đến thời gian tan chảy của sản phẩm ………30

2.3.4 Xử lý số liệu thu thập……….32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………34

3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ đường: bơ cacao ảnh hưởng đến cấu trúc và hương vị của sản phẩm chocolate đen ……….34

3.2 Kết quả khảo sát độ mịn của hỗn hợp chocolate sau khi nghiền mịn đến cấu trúc của sản phẩm chocolate đen ……….35

3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến thời gian tan chảy của chocolate đen ……… 37

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………41

4.1 Kết luận………41

4.2 Kiến nghị……… 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 43

PHỤ LỤC ………47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Các sản phẩm chocolate đen trên thị trường……….6

Hình 1.2 Mô hình sự sắp xếp của chất béo ở các dạng tinh thể α, β’ và β….10 Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất chocolate đen……… 14

Hình 1.4 Các chế độ nhiệt và mức độ ổn định cấu trúc của các dạng tinh thể bơ ca cao……… 17

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1……… 24

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2……….29

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3……….32

Hình 3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ đường: bơ ca cao đến điểm cảm quan về cấu trúc và mùi vị của chocolate đen………34

Hình 3.2 Ảnh hưởng của số lần nghiền đến chất lượng cảm quan của sản phẩm chocolate đen……… 36

Hình 3.3 Đồ thị phân bố kích thước hạt trong sản phẩm chocolate đen……36

Hình 3.4 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến thời gian tan chảy của chocolate đen……… 39

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình sản xuất thử nghiệm chocolate đen ở quy mô phòng thí nghiệm……… 41

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tóm tắt một số mốc thời gian quan trọng trong lịch sử phát triển

chocolate đen……….5

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của hạt ca cao lên men……….6

Bảng 1.3 Phân loại hạt ca cao theo TCVN 7519:2005……….7

Bảng 1.4 Thành phần acid béo trong bơ ca cao ……… 8

Bảng 1.5 Các dạng tinh thể bơ ca cao……… 9

Bảng 1.6 Các thông số chất lượng của bơ ca cao……… 10

Bảng 1.7 Tiêu chuẩn chất lượng đường saccharose tinh luyện……… 11

Bảng 1.8 Chỉ tiêu chất lượng của lecithin……… 12

Bảng 1.9 Tiêu chuẩn chất lượng vanilla……… 13

Bảng 2.1 Mô tả các chỉ tiêu cảm quan trên sản phẩm chocolate đen……….25

Bảng 2.2 Bảng điểm đánh giá chất lượng sản phẩm……… ………28

Bảng 3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ đường: bơ ca cao đến điểm cảm quan về cấu trúc và mùi vị của chocolate đen……… ……… 34

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của số lần nghiền đến chất lượng cảm quan của sản phẩm chcoolate đen……… 35

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến thời gian tan chảy của chocolate đen……… ………38

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ năm 2006, nhà nước đã có chương trình phát triển diện tích trồng ca cao đạt 50.000 ha đến năm 2020 Trong đó diện tích cây cho trái là 42.000 ha với năng suất trung bình 1,2 tấn/ha Từ khi có chủ trương của Nhà nước, diện tích trồng ca cao tăng từ 1.218 ha lên trên 20.000 ha (năm 2011), thu hút tổng

số nông dân tham gia khoảng 35.000 người Ca cao Việt Nam hiện có 95% là hạt ca cao lên men, kích cỡ hạt đạt trung bình 80 – 100 hạt/gram, được xếp vào loại ca cao có chất lượng cao nhất thế giời, vượt qua cả Indonesia Tuy hạt ca cao đạt chất lượng cao nhưng nước ta chưa khai thác chế biến mà chỉ xuất khẩu với dạng hạt ca cao lên men Do đó giá cả hạt ca cao lên men không

ổn định, phụ thuộc hoàn toàn vào các công ty thu mua nước ngoài như Mars, Cargill, Grand – Place Trong năm 2013 có lúc giá hạt ca cao xuống thấp chỉ còn 40.000 – 45.000 đồng/1kg, dẫn đến tình trạng hàng loạt vườn ca cao bị chặt bỏ trồng cây khác Trong khi đó giá chocolate đen ngoài thì trường ở mức cao khoảng 80.000 – 100.000/80g Khoảng 70% doanh nghiệp Việt Nam sản xuất bánh kẹo có liên quan đến chocolate phải nhập nguyên liệu từ nước ngoài Chỉ có bốn cơ sở sản xuất chocolate và những sản phẩm liên quan đến chocolate khai thác được vùng nguyên liệu trong nước điển hình là Vinacacao, Nam Trường Sơn, Puratos Grand Place, Marou Mặt khác kết quả khảo sát của Công ty nghiên cứu thị trường Kantar Worldpanel, 6 tháng đầu năm 2014, chocolate là ngành hàng có mức tăng trưởng gấp đôi về khối lượng tiêu dùng so với cùng kỳ năm 2013 tại thị trường Việt Nam Ngành hàng chocolate đã thu hút thêm 52.000 hộ tiêu dùng mới và tăng khối lượng tiêu dùng chocolate trung bình ở mỗi hộ thêm 24% Một nguồn thống kê khác từ Trung tâm xúc tiến thương mại và đầu tư của Thành phố Hồ Chí Minh công

bố vào ngày 19/01/2015, đánh giá ngành bánh kẹo luôn là một trong những

ngành có tốc độ tăng trưởng cao và ổn định tại Việt Nam Vai trò ngành sản xuất bánh kẹo ngày càng được khẳng định khi giữ tỷ trọng lớn trong ngành công nghệ thực phẩm (tăng từ 20% lên 40% trong gần 10 năm trở lại đây) Trong nhóm sản phẩm bánh kẹo thì bánh kẹo ngọt chiếm tỉ trọng một nửa thị trường, kế đó là chocolate (44%) Qua các số liệu này cho thấy sức tiêu thụ chocolate và các sản phẩm từ ca cao ngày càng tăng, vì nó không chỉ là một sản phẩm thực phẩm cao cấp mà còn cung cấp nhiều lợi ích cho sức khỏe con người như giảm huyết áp, chống ung thư, giảm bệnh tim mạch,…Theo kết quả nghiên cứu của Dirk Taubert và cộng sự (2013) cho thấy ăn chocolate đen giúp làm giảm huyết áp Ngoài ra, chocolate đen có khả năng chống oxy hóa mạnh, giúp giảm các bệnh tim mạch và các bệnh liên quan đến tim mạch đây

là kết quả nghiên cứu của Mauro Serafini (1997) [31]

Với lợi thế nằm trong vùng nguyên liệu Việt Nam hoàn toàn có thể tăng giá trị trái ca cao lên từ 300% đến 400% so với bán hạt ca cao lên men như hiện nay bằng cách chế biến thành chocolate và một số sản phẩm khác từ ca

cao Để giải quyết vấn đề cấp thiết trên tôi chọn nghiên cứu đề tài “Xây dựng

quy trình sản xuất chocolate đen từ hạt ca cao Việt Nam lên men ở quy mô phòng thí nghiệm”

2 Tình hình nghiên cứu

 Tình hình nghiên cứu và triển khai ở nước ngoài

Ở các nước Châu Âu, Mỹ công nghệ sản xuất chocolate đã phát triển từ rất lâu, một số nhãn hiệu chocolate nổi tiếng trên toàn thế giới như Teuscher (Zurich, Thụy Sỹ), Voges Haut-Chocolat (Chicago, Mỹ), Scharffen Berger Chocolate Maker (Berkeley, Mỹ), Jacques Torres Chocolate (New York, Mỹ), Norman Love Confections (Ft Myers, Mỹ), Valrhona (Pháp), Godiva (Brussels, Bỉ), Richard Donnelly Fine Chocolates (Santa Cruz, Mỹ), Richart (Paris, France), Puccini Bomboni (Amsterdam, Hà Lan) Tuy nhiên, các

nghiên cứu về sản xuất chocolate mang tính độc quyền của các công ty Do

đó, hiện nay trên thế giới ngoài một số quyển sách như:

- Beckett S.T (2009), Industrial chocolate manufacture and use,

Blackwell publishing

- Emmanuel Ohene Afoakwa (2010), Chocolate science and technology,

University of Ghana, Legon – Accra, Ghana

- Stephen T Beckett (2008), The science of chocolate, Formerly Nestle´

Product Technology Center, York, UK Cung cấp những kiến thức cơ bản trong quy trình kỹ thuật sản xuất chocolate, rất hiếm có những công bố về các

đề tài nghiên cứu hoặc các thông số kỹ thuật cụ thể trong quy trình sản xuất chocolate Mặt khác, để đảm bảo nguồn nguyên liệu, các công ty sản xuất chocolate lớn trên thế giới tập trung đầu tư kinh phí cho những nước trồng ca cao nghiên cứu về giống, điều kiện canh tác không đầu tư cho nghiên cứu sau thu hoạch ca cao

 Tình hình nghiên cứu và triển khai trong nước

Tại Việt Nam, hiện chưa có công trình nghiên cứu nào về quy trình sản xuất sản phẩm chocolate từ trái ca cao được công bố Mặc dù hiện nay có một

số doanh nghiệp đã chính thức đưa các dòng sản phẩm chocolate sản xuất từ trái ca cao trồng tại Việt Nam ra thị trường như:

- Công ty Puratos Grand-Place Việt Nam, Thuận An, Bình Dương

- Công ty TNHH Socola Marou, Q Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

- Công ty TNHH Ca cao Nam Trường Sơn, huyện Krông Ana, tỉnh Đăk Lăk

Sản phẩm của các công ty này hiện có mặt trên thị trường nội địa và Quốc tế

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tiến hành thí nghiệm thăm dò nhằm khảo sát các nhân tố có ảnh hưởng quan trọng đến quy trình sản xuất chocolate đen

- Xác định tỷ lệ đường: bơ thích hợp nhất cho sản phẩm chocolate đen

- Khảo sát ảnh hưởng độ mịn của các thành phần trong hỗn hợp chocolate sau khi nghiền đến cấu trúc của sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của các chế độ nhiệt trong quá trình tempering đến cấu trúc và hương vị của sản phẩm

5 Phương pháp nghiên cứu

Đồ án sử dụng phương pháp khoa học thực nghiệm và kết quả được xử

lý thống kê bằng chương trình thống kê toán học Stagraphics 15.2 với phép thử LSD

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.6 Tổng quan về chocolate đen

1.6.1 Khái niệm về chocolate đen [29]

Chocolate đen được làm từ các thành phần như bột nhão ca cao, bơ ca cao, đường, soya lecithin và hương vanilla Hàm lượng bột nhão trong chocolate đen khoảng 70 – 90%

1.6.2 Sơ lược lịch sử chocolate đen [2]

Chocolate dạng thức uống xâm nhập vào Tây Ban Nha do công của Cortes một nhà thám hiểm Tây Ban Nha đến Aztec vào năm 1519 Vua Montezuma ở Aztec chào đón Cortes với một bữa tiệc lớn trong đó có một ly nước uống được làm từ ca cao mà người Aztec gọi là “chocolatl” Trong thời gian ở lại Aztec, Cortes nhận ra tiềm năng kinh tế cho hạt ca cao Ông đã thay đổi “chocolatl” bằng cách thêm đường mía vào để làm nó dễ chịu hơn Ông đem “chocolatl” về Tây Ban Nha, ở đây “chocolatl” được giới thượng lưu đón nhận và sau đó nó được đa dạng hóa theo hướng bổ sung thêm một số hương

vị mới như quế, vanilla…

Bảng 1.1 Tóm tắt một số mốc thời gian quan trọng trong lịch sử phát

triển chocolate đen [2]

1519 Cortez phát hiện rằng ca cao được trồng bởi người Aztec hơn

3000 năm trước

1528 Cortez giới thiệu thức uống chocolate đến Tây Ban Nha

1606 Thức uống chocolate lan rộng tới Ý

1615 Thức uống chocolate đến Pháp

1657 Xưởng chocolate đầu tiên được thành lập ở London

1765 Công ty chocolate đầu tiên được thành lập ở Bắc Mỹ

1828 Van Houten tìm ra cách ép chất béo trong hạt ca cao

1847 Nhà máy sản xuất chocolate thành lập ở Anh

1.6.3 Phân loại chocolate đen

Dựa vào hàm lượng bột nhão ca cao có thể phân loại chocolate đen thành nhiều dòng phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng

Hình 1.1 Các sản phẩm chocolate đen trên thị trường

- Chocolate đen 90% bột nhão ca cao

- Chocolate đen 85% bột nhão ca cao

- Chocolate đen 70% bột nhão ca cao

1.7 Nguyên liệu để sản xuất chocolate

1.7.1 Hạt ca cao sau lên men

Theobromine 0,8 – 1,4

Polyphenol Procyanidin 23mg/g hạt ca cao

Epicatechin 3 – 16mg/g hạt ca cao

b) Yêu cầu về hạt ca cao nguyên liệu [22]

Theo TCVN 7519:2005 xác định các yêu cầu đối với hạt ca cao nguyên

liệu như sau:

- Không có tạp chất lạ

- Không có mùi khói, không có mùi vị lạ

- Không chứa côn trùng sống

Độ ẩm Tối đa 7,5% Tối đa 7,5% Tối đa 7,5%

Hạt xám màu Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Tối đa 3,0%

Hạt mốc Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Tối đa 3,0%

Hạt bị hư hại do côn

trùng hay nảy mầm Tối đa 2,5% Tối đa 2,5% Tối đa 2,5%

Tạp chất (rác) Tối đa 2,0% Tối đa 2,0% Tối đa 2,0%

c) Các dạng hư hỏng thường gặp của hạt ca cao [23]

Trong quá trình tồn trữ hạt ca cao không đúng cách gây ra các dạng hư hỏng như sau:

- Hạt bị mốc

- Các hạt dính lại

- Hạt bị hư hỏng do côn trùng

- Hạt có mùi lạ

Để tránh hạt bị hư hỏng trong bảo quản cần lưu ý:

- Cất trữ hạt nơi khô ráo, thoáng trên sàn gỗ, kệ gỗ

- Trữ hạt trong bao bố buộc kín

- Có biện pháp thích hợp để phòng sâu bọ, gậm nhấm

- Không để hạt ca cao gần với những sản phẩm có mùi

1.7.2 Bơ ca cao

a) Tính chất của bơ ca cao

Bơ ca cao là thành phần quan trọng trong sản xuất chocolate đen Bơ ca cao được ép ra từ bột nhão ca cao Các thành phần chính của bơ ca cao là triglyceride với các acid béo chính là acid palmitic, acid stearic và acid oleic

Bảng 1.4 Thành phần acid béo trong bơ ca cao [16]

Bơ ca cao tồn tại dưới sáu dạng tinh thể với nhiệt độ tan chảy khác nhau

Bảng 1.5 Các dạng tinh thể bơ ca cao [1], [2], [5]

Tinh thể γ(I) được tạo ra bằng cách làm lạnh nhanh ở nhiệt độ thấp Tinh thể γ(I) không ổn định và nhanh chóng chuyển sang tinh thể α(II) Tinh thể α(II)chuyển sang tinh thể β'2(III) và β’1(IV) chậm hơn

Tinh thể β’1(IV) thường được hình thành do quá trình xử lý nhiệt không tốt và khá nhanh chóng chuyển sang tinh thể β2(V)

Tinh thể β2(V) và β1(VI) là các dạng tinh thể ổn định nhất của bơ ca cao Tinh thể β2(V) là trạng thái được tạo ra trong quá trình xử lý nhiệt Trong thời gian lưu trữ dài rất chậm biến thành tinh thể β1(VI) và sự thay đổi dẫn đến hiện tượng nở hoa chất béo

Tinh thể α có các chuỗi alkyl trong acid béo song song với nhau và vuông góc với mặt phẳng phân tử Nếu chúng quan sát về cuối chuỗi thì sẽ thấy xuất hiện một mặt phẳng cắt ngang đối xứng, hình lục giác

Tinh thể β’, β sắp xếp một cách trật tự hơn Cả hai tinh thể có một góc xếp thành một góc nghiêng so với mặt glycerol cuối Ở tinh thể β’ có góc lớn hơn một chút so với β Chính sự tạo thành góc nghiêng làm cho khoảng cách giữa các chuỗi chuỗi glycerol ngắn hơn giúp cho tinh thể bơ ca cao bền hơn

Hình 1.2 Mô hình sự sắp xếp của chất béo ở các dạng tinh thể α, β’ và β

b) Chất lượng của bơ ca cao

Bảng 1.6 Các thông số chất lượng của bơ ca cao [16]

(Nguồn: Cargill Cocoa 2007)

Chất không xà phòng hóa Tối đa 0,35%

Các biến đổi của bơ ca cao: [21]

- Hiện tượng xà phòng hóa: là quá trình thủy phân este trong môi trường kiềm, tạo thành alcol và muối cacboxylate

- Sự ôi hóa lipid:

1.7.3 Đường saccharose [28]

a) Thành phần hóa học

Đường saccharose là một disaccharide gồm glucose và fructose với công thức phân tử C12H22O11 Trong cấu trúc phân tử không còn nhóm – OH glycoside do đó nó không mang tính khử

Đường saccharose là tinh thể không màu, không mùi, có vị ngọt, tan nhiều trong nước, nhất là nước nóng, nóng chảy ở 1850C, tỷ trọng 1,5879g/cm3

Trong chocolate đen, saccharose tồn tại ở dạng tinh thể Do đó nếu kích thước tinh thể đường quá to, người sử dụng có thể cảm nhận được chúng Khi

đó tính chất cảm quan của chocolate sẽ bị giảm đi đáng kể Thông thường, kích thước mong muốn của tinh thể saccharose trong chocolate nhỏ hơn 30µm

Ngoài ra, cần chú ý đến hiện tượng tái kết tinh đường trong quá trình bảo quản chocolate, gây nên hiện tượng nở hoa đường, làm giảm độ bóng mịn của

bề mặt chocolate, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm

b) Chất lượng của đường [26]

Bảng 1.7 Tiêu chuẩn chất lượng đường saccharose tinh luyện

AI: Acetone Insolubles dùng đánh giá độ hoạt động bề mặt của lecithin HI: Hexane Insolubles dùng đánh giá hàm lượng chất khô không béo trong lecithin

b) Vanilla [30]

 Thành phần hóa học

Hương liệu dùng trong sản xuất chocolate thông thường nhất là vanilla

Nó là một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C8H8O3 Nhóm chức của nó bao gồm aldehyde, ete và phenol Nó được chiết xuất tự nhiên từ cây vanilla

1.8 Quy trình công nghệ sản xuất chocolate đen

1.8.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất chocolate đen

Chocolate đen

Xử lý nhiệt

Tách khuôn, bao gói

Rót khuôn

Làm lạnh

Nghiền mịn Phối trộn

Rang

Tách vỏ Nghiền thô

Vỏ

1.8.2 Thuyết minh quy trình

a) Rang

Quá trình rang hạt ca cao nhằm tạo ra những biến đổi hóa học cần thiết

để hình thành nên hương vị đặc trưng cho chocolate Các biến đổi hóa học quan trọng nhất trong quá trình rang là:

- Phản ứng thủy phân: trong quá trình rang hạt ca cao, các phản ứng thủy phân sẽ diễn ra dưới tác dụng của nhiệt độ Tuy nhiên, càng về cuối quá trình rang, các phản ứng này càng ít diễn ra vì hàm lượng ẩm giảm Trong số các phản ứng thủy phân, phản ứng thủy phân lipid là quan trọng nhất vì nó góp phần tạo ra các cấu tử tiền hương cho bột nhão ca cao

- Phản ứng Maillard: đây là phản ứng quan trọng nhất trong quá trình hình thành hương vị đặc trưng cho cho bột nhão ca cao Do sự kết hợp giữa đường khử và acid amin được sinh ra trong quá trình lên men

- Phản ứng oxi hóa khử: trong quá trình rang hạt ca cao, các phản ứng oxi hóa khử diễn ra khá mạnh, đặc biệt là các phản ứng oxi hóa khử các hợp chất polyphenol, chuyển polyphenol thành các hợp chất có màu nâu

Ngoài ra, trong quá trình rang còn có sự bốc hơi nước và các chất dễ bay hơi làm giảm ẩm xuống còn 2 – 3%, các chất có mùi vị xấu như acid acetic sẽ bay hơi, làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rang:

- Độ ẩm: ẩm trong hạt càng lớn thì thời gian rang càng kéo dài

- Nhiệt độ và thời gian rang là nhân tố chính ảnh hưởng tới chất lượng bột nhão ca cao Nhiệt độ và thời gian không đủ hoặc quá dài đều ảnh hưởng đến hương vị và giá trị dinh dưỡng của bột nhão ca cao

- Độ đồng đều của khối hạt: hạt đồng đều về kích thước thì quá trình truyền nhiệt sẽ tốt và đều hơn

b) Tách vỏ

Tách vỏ theo nguyên lý sử dụng quạt thổi Đầu tiên hạt được nghiền sơ

bộ (hạt chỉ được vỡ làm 3 hoặc làm 4, tránh không được làm hạt vỡ vụn) lượng vỏ tách ra khỏi hạt trong quá trình này chiếm 20 đến 25% lượng hạt ban đầu

e) Nghiền mịn

Nghiền mịn là quá trình quan trọng trong sản xuất chocolate đen Quá trình này giúp làm giảm kích thước của các nguyên liệu xuống nhỏ hơn 30m Quá trình nghiền mịn có vai trò rất quan trọng, các biến đổi chính diễn

ra trong quá trình nghiền mịn là sự di chuyển của các cấu tử hương giữa các thành phần khác nhau của chocolate Ngoài ra, các tanin sẽ được chuyển hóa, các chất màu bị oxy hóa, từ đó tạo giá trị cảm quan tốt hơn Trong quá trình nghiền mịn, ẩm bốc hơi đồng thời cũng mang theo những cấu tử hương không mong muốn (30% acid acetic và 50% aldehyde) dễ bay hơi sẽ thoát ra trong giai đoạn này

f) Xử lý nhiệt (tempering)

Xử lý nhiệt có vai trò rất quan trọng giúp chuyển các dạng tinh thể bơ ca cao về dạng tinh thể V, bền, chịu được nhiệt độ cao

Bơ ca cao tùy vào điều kiện nhiệt độ mà hình thành 1 trong 6 dạng tinh thể I (), II (α), III (β’2), IV (β’1), V (β2), VI (β1) Mỗi dạng tinh thể có cấu trúc

và nhiệt độ nóng chảy khác nhau

Hình 1.4 Các chế độ nhiệt và mức độ ổn định cấu trúc của các dạng

tinh thể bơ ca cao

Quá trình xử lý nhiệt nhằm làm cho bơ ca cao chuyển về dạng tinh thể

β2, ở trạng thái này chocolate không bị tan chảy ở nhiệt độ bình thường và tránh hiện tượng nở hoa của chất béo Tinh thể dạng β1 mặc dù có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhưng rất khó xử lý để đưa các tinh thể bơ ca cao về dạng này Mặt khác tinh thể β1 có kích thước lớn do đó tạo cảm giác cộm trên lưỡi khi dùng chocolate Tùy vào thành phần phối trộn mà mỗi loại chocolate có chế độ xử lý nhiệt riêng

g) Rót khuôn

Rót khuôn nhằm tăng giá trị cảm quan và đa dạng hóa sản phẩm

Việc rót khuôn không hề đơn giản vì độ nhớt rất cao, lại phải ổn định nhiệt độ, đảm bảo khối lượng, không được xáo trộn mạnh dễ tạo bọt

h) Làm lạnh

Làm lạnh để tạo cấu trúc hoàn thiện cho sản phẩm, khi hạ nhiệt xuống từ

8 – 100C các tinh thể bơ ca cao sẽ kết tinh, chuyển chocolate từ dạng lỏng

sang dạng rắn, sau đó hạ nhiệt độ xuống 2 – 30C để các tinh thể bơ ca cao kết tinh hoàn toàn và cuối cùng nâng nhiệt độ lên 14 – 150C để tránh sốc nhiệt khi đưa sản phẩm ra bao gói và bảo quản Hạn chế hạ nhiệt độ quá nhanh các tinh thể bơ ca cao kết tinh không đồng đều dẫn tới bề mặt của sản phẩm sẽ bị nứt Thời gian làm mát tùy thuộc vào tỷ lệ nguyên liệu phối trộn của các dòng sản phẩm tương ứng

1.9 Các trường hợp sai lỗi thường gặp trong chocolate đen

1.9.1 Nở hoa đường [3]

a) Nguyên nhân gây nở hoa đường

Sự nở hoa đường xảy ra khi điều kiện bảo quản kém, độ ẩm cao và sự di chuyển đột ngột từ nơi có nhiệt độ thấp sang nơi có nhiệt độ cao Với điều kiện trên làm chocolate “đổ môi hôi” làm tan đường Khi nước bề mặt bốc hơi thì tinh thể đường còn trên bề mặt và tạo thành lớp trắng

b) Cách khắc phục hiện tượng

- Bảo quản lạnh ở nhiệt độ 18 – 220C

Nguyên nhân gây ra nở hoa chất béo:

- Xử lý nhiệt không đạt yêu cầu

- Sự tái kết tinh

- Sự khác biệt nhiệt độ ở ngoài và ở trong trung tâm khối chocolate

- Sai nhiệt trong quá trình làm lạnh

- Sự di chuyển chất béo bên trong khối chocolate ra bề mặt

- Điều kiện bảo quản không phù hợp

Nếu xử lý nhiệt không đạt yêu cầu trong quá trình tồn trữ các tinh thể dạng IV mềm dễ tan chảy và tái kết tinh lại thành dạng V đặc và ổn định hơn [9] Trong quá trình này, một ít bơ ca cao không kết tinh vẫn ở trạng thái lỏng Lượng chất béo lỏng này di chuyển từ bên trong ra bề mặt sản phẩm làm xuất hiện lớp trắng ở đó [1] Sự biến đổi từ dạng tinh thể V sang tinh thể VI cũng dẫn đến sự nở hoa chất béo trong khi bảo quản không đúng nhiệt độ

Khi đã xử lý nhiệt tốt nhưng lưu trữ chocolate ở nhiệt độ cao tiếp xúc với mặt trời làm tan chảy và tái kết tinh lại, một quá trình chuyển đổi dần dần từ không ổn định sang ổn định cũng gây nên hiện tượng nở hoa chất béo

b) Cách khắc phục

- Tránh để sai nhiệt trong quá trình xử lý nhiệt

- Đảm bảo các tinh thể kết tinh hoàn toàn

- Nhiệt độ đều ở các vị trí

- Bảo quản ở nhiệt độ thích hợp 18 – 220C

1.9.3 Sự kết tinh [1]

Sự kết tinh là một hiện tượng quan trọng trong sản xuất chocolate nói riêng và trong sản xuất bánh kẹo nói chung Sự kết tinh là sự chuyển pha Sự chuyển từ dạng tinh thể này sang dạng tinh thể khác là một quá trình quan trọng đối với triglyceride và các chất béo khác

Quá trình kết tinh: là quá trình tạo ra các tinh thể từ dung dịch Nó là quá trình truyền khối từ pha lỏng sang pha rắn tạo ra các tinh thể

Sự nảy mầm tinh thể:

- Mầm tinh thể là tinh thể nhỏ nhất có thể tồn tại trong dung dịch ở một nhiệt độ xác định Sự hình thành tinh thể từ pha lỏng yêu cầu các phân tử sắp xếp thành mạng tinh thể

- Tốc độ kết tinh là yếu tố quyết định số lượng và kích thước tinh thể, dạng cấu hình và sự phân phối các tinh thể rắn Sự kết tinh chỉ xảy ra khi pha đạt quá bão hòa

Sự phát triển tinh thể: điều kiện để sự phát triển tinh thể xảy ra là các phân tử từ pha lỏng phải dịch chuyển tới bề mặt tinh thể để sắp xếp lại và định hướng Mỗi phân tử sẽ tìm một vị trí thích hợp để kết hợp thành mạng và tinh thể lớn dần lên

- Tốc độ phát triển tinh thể tỷ lệ thuận với độ quá bão hòa và tỷ lệ nghịch với độ nhớt Độ nhớt tăng khi nhiệt độ giảm, nên tốc độ phát triển tinh thể đạt đến mức cực đại sau đó giảm xuống do tăng độ quá bão hòa và giảm nhiệt độ Tốc độ phát triển tinh thể tỷ lệ với sự bão hòa, dạng tinh thể càng ổn định thì

độ bão hòa càng lớn ở một nhiệt độ xác định Do đó, tinh thể càng ổn định thì tốc độ phát triển càng nhanh Độ bão hòa càng lớn thì có xu hướng làm giảm

số tinh thể hoàn hảo và có cả những tinh thể rỗng

- Trong quá trình phát triển tinh thể, nhiệt độ thay đổi đáng kể Nếu không khuấy, nhiệt độ tăng cục bộ và thể tích xung quanh bề mặt tinh thể tiếp tục bão hòa dẫn đến sự sinh mầm và phát triển tinh thể trở nên bất thường

1.10 Giá trị dinh dưỡng của chocolate đen

Chocolate có tác dụng giảm cao huyết áp, đồng thời hạ thấp hàm lượng cholesterol trong máu xuống đến 10% Bên cạnh đó, khi ăn chocolate, não tiết

ra chất endorphin không những giúp chúng ta có được cảm giác vui vẻ mà còn đóng vai trò làm chất giảm đau và giảm căng thẳng

Các nhà khoa học thuộc công ty chocolate Hershey (Mỹ) đã tiến hành so sánh lượng chất chống oxy hóa trong chocolate đen và ca cao với nước ép từ các loại “siêu trái cây” (hoa quả rất giàu chất chống oxy hóa) như quả việt quất, nam việt quất, quả lựu Kết quả cho thấy, chocolate đen và ca cao có chứa chất chống oxy hóa flavanol nhiều hơn hoa quả

Tiến sĩ Debra Miller, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết: “Bên cạnh việc rất giàu chất béo có lợi và protein, bột ca cao và chocolate đen là những loại siêu thực phẩm có hàm lượng chất chống ôxy hóa cao hơn những loại trái cây được cho là có hàm lượng dinh dưỡng cao nhất”

Theo một nghiên cứu khác gần đây, ăn một thỏi chocolate đen mỗi ngày

có thể giúp giảm 1/3 nguy cơ mắc bệnh tim mạch Trong khi đó, một nghiên cứu khác cũng chứng minh rằng mùi của chocolate có thể giúp phòng ngừa bệnh cảm cúm

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đường xay mua tại chợ Bến Thành

Lecithin, vanilla mua tại cửa hàng Thái Hòa, đường Hàm Nghi, quận 1,