Giới thiệu nguyên liệu làm bột cacao

Trang 1

MỤC LỤC:

Trang

Chương I: Giới thiệu nguyên liệu làm bột ca cao: 2

I Giới thiệu chung về cây ca cao 2

I.1 Lịch sử xuất hiện 2

I.2 Đặc điểm thực vật học 2

I.3 Phân loại giống ca cao 2

II Thành phần hạt ca cao 3

II.1 Thành phần vỏ 3

II.2 Thành phần hạt 4

III Nguyên liệu 6

III.1 Nguyên liệu từ hạt cacao tươi 6

III.2 Nguyên liệu là hạt cacao thương phẩm 12

Chương II: Quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình công nghệ 13

I Quy trình công nghệ 13

II Thuyết minh quy trình công nghệ 14

II.1 Quá trình làm sạch 14

II.2 Quá trình rang 15

II.3 Quá trình tách vỏ 22

II.4 Quá trình phân ly 24

II.5 Quá trình nghiền thô 26

II.6 Quá trình kiềm hoá 31

II.7 Quá trình ép bơ 34

II.8 Quá trình nghiền mịn 37

Chương III: Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm bột ca cao 39

Trang 2

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU LÀM BỘT CACAO

I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CA CAO :

I.1 Lịch sử xuất hiện của cây ca cao:

- Ca cao có nguồn gốc đầu tiên là ở rừng Amazon, là thực

vật mọc ở tầng dưới và được xem là thức ăn của thần

thánh Vào 3000- 4000 năm trước ở Mexico 1 tên nô lệ

giỏi được đổi bằng 100 trái cacao…

- Việt Nam trồng ca cao đầu tiên là ở Quãng Ngãi, nhưng

tính đến năm 2004 DakLak là nơi có diện tích trồng ca cao lớn nhất nước

(990ha) Do cây ca cao không chịu nắng nên mô hình trồng ca cao thường xen kẽvới các cây ngắn ngày, dài ngày khác để che nắng

I.2 Đặc điểm thực vật học của cây ca cao:

- Ca cao thuộc họ Sterculiaceae, giống Theobroma, loài

Cacao.

- Thân gỗ, cao 5- 10m

- Sau 3-4 năm cho hoa màu vàng, đỏ, trắng hay tím, hoa mọc

trực tiếp từ thân và những cành, thuộc loại lưỡng tính và thụ

phấn chủ yếu là nhờ côn trùng (ruồi) 0.5% hoa nở tạo quả

trong đó 90% quả non khô và rụng

- Khi quả chín đổi màu tuỳ giống, trong quả thường có 5 hàng hạt, có cùi nhựa bao quanh

- Điều kiện canh tác: t0=20- 300C, độ cao 0-100m, lượng mưa 1500- 2000mm/năm, pH=6,5- 6,7, phân bón đạm, kali và các khoáng vi lượng, ánh sáng 25% cây con và 75% cây trưởng thành

I.3 Phân loại giống ca cao:

I.3.1 Giống Forastero :

 Việt Nam trồng chủ yếu giống này

 Chất lượng trung bình, năng suất cao và kháng sâu bệnh tốt, chiếm 80% thị trường ca cao

 Đặc tính thực vật: quả khi chín màu vàng, hình dài, nhọn, ít khía, mặt trơn, hạt hơi lép, lúc tươi có vị chát đắng, 30- 60 hạt/quả

Trang 3

I.3.2 Giống Ciollo :

 Năng suất thấp và khả năng kháng sâu bệnh kém nhưng chất lượng hạt ca cao là tốt nhất có thể làm ra loại chocolate ngon nhất, thị phần 5% trên thị trường ca cao

 Đặc tính thực vật: quả khi chín màu đỏ xậm, hình dạng dài, dưới rất nhọn, vỏ sần sùi, hạt tươi có màu trắng hoặc hơi vàng, hạt khô mùi thơm mạnh, ít đắng, 20- 40hạt/quả

I.3.3 Giống Trinitrario :

 Năng suất cao và khả năng kháng bệnh tốt, đây là giống có chất lượng trung bình Thị phần 10- 15%

 Đây là giống được lai tạo từ 2 giống: Criollo và Forastero Đặc điểm trung gian: phôi nhũ màu tím nhạt, quả dẹt, quả có rãnh sâu không rõ nét, chứa nhiều hơn 40 hạt/quả

Giống Forastero Giống Ciollo

II THÀNH PHẦN CỦA HẠT CA CAO:

II.1 Thành phần vỏ trái ca cao:

Trang 4

II.2 Thành phần hạt ca cao tươi:

Bơ cacao là chất béo được chiết từ hạt cacao đã xay và loại mầm hoặc thu được từ quá trình ép trong sản xuất bột cacao Phần lớn bơ cacao sẽ được loại bỏ trong sản xuất bột cacao( bằng quá trình ép)

Đặc tính quan trọng của bơ cacao :

 Cứng, dòn ở nhiệt độ thường; nóng chảy ở 350C

 Bơ cacao khá bền và khó bị ôxi hóa ở điều kiện thường nên có thể để lâu mà không

bị hôi

Người ta có thể tiến hành phân loại bột cacao thành phẩm dựa vào hàm lượng bơ

Thành phần acid béo trong bơ cacao

Trang 5

6 Dioleostearin 6 12 Nhiệt độ thường

7 Oleolioleopanmitin 0,5 Nhiệt độ thường

II.2.2.Theobromine(2,4%):

Đây là thành phần đặc trưng của hạt cacao

Theobromine thường tồn tại ở dạng bột với tinh thể màu trắng nhỏ và có vị đắng, thăng hoa ở nhiệt độ 308 0C

Theobromine là một chất kích thích yếu, ít nhiều nó cũng tác động đến hệ cơ tim và hệ thần kinh Theobromine trong sản phẩm với hàm lượng thấp có thể tạo cho ta một vài cảm giác hưng phấn nhỏ mà thôi

II.2.3.Caffein:

(1,3,7-Trimetylxantin)Hàm lượng caffein trong vỏ hạt chiếm tối đa 0,3% còn trong nội nhũ cũng chỉ chứa tối

đa 0,7%

Caffein có dạng tinh thể màu trắng, hình kim và có vị đắng Nhiệt độ bay hơi là 100

0C, nhiệt độ thăng hoa là 180 0C và nóng chảy là 235 0C

Caffein có thể hoà tan được trong nước ấm, tan tốt trong Theobromine

Caffein được xem như một chất kích thích vì có khả năng tác dụng đến hệ thần kinh tạo ra những cảm giác hưng phấn, sảng khoái cho người dùng Nếu hàm lượng quá cao nó sẽ trở thành một chất độc đối với hệ thần kinh và hệ tuần hoàn

Hàm lượng caffein trong bột cacao thành phẩm chỉ chiếm 0,1 g/100g sản phẩm không gây nguy hiểm cho người dùng

II.2.4.Các acid hữu cơ:

Hàm lượng trong phôi nhủ khoảng 0,6%

Acid hữu cơ trong hạt tồn tại ở 2 dạng:

 Acid hữu cơ dễ bay hơi: được loại bỏ dần trong quá trình chế biến

Trang 6

 Acid hữu cơ không bay hơi: acid malic, acid tauric, acid ovalic …

II.2.5.Chất thơm:

Chất thơm là thành phần có giá trị lớn trong quả cacao, trong quả tồn tại ở 2 dạng:

 Chất thơm dễ bay hơi: những chất này thường có mùi khó chịu và hầu hết sẽ bay đi trong quá trình chế biến( rang và đảo trộn nhiệt), từ đó làm tăng hương thơm và vị ngon cho sản phẩm

 Chất thơm khó bay hơi: là yếu tố ảnh hưởng đến hương vị của sản phẩm Những chấtnày hoà tan trong bơ cacao và rất khó loại trừ

III NGUYÊN LIỆU:

Nguyên liệu của quá trình sản xuất bột cacao có thể đi từ hạt cacao tươi hoặc sử dụng hạt cacao thương phẩm

III.1.Nguyên liệu là hạt cacao tươi:

Hạt cacao sẽ được qua quá trình sơ chế thành hạt cacao thương phẩm và đi vào qui trình sản xuất bột cacao

Các thông số yêu cầu về tính chất vật lý của hạt ca cao

Khối lượng hạt tươi/khối lượng trái 0,25

Khối lượng hạt ủ/khối lượng hạt tươi 0,86

Khối lượng hạt khô/khối lượng hạt tươi 0,44

Khối lượng hạt khô/khối lượng hạt ủ 0,51

Khối lượng 1m3 hạt tươi 900kg

Khối lượng 1 hạt ca cao khô 1-1,25g

Tiêu chuẩn chất lượng của hạt ca cao

Hạt xám

Trang 7

III.1.1.Tách vỏ:

Mục đích:

 Khai thác: tách vỏ lấy hạt

Quá trình này có thể thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc bằng máy:

 Phương pháp thủ công: đầu tiên trái cacao sẽ được tách bỏ lớp vỏ bằng dao hoặckhúc gỗ sau đó người ta tiến hành lấy hạt: lách hai ngón tay theo chiều dài và cả 2 bênphôi nhũ, hạt sẽ dễ dàng tách ra

 Bóc trái bằng máy:

- Máy Cacaoette(Pháp)

- Máy Zumex(TBN)

- Máy Dinhanlense(Brazil)

- W.Zinke: Costa Rica

Năng suất: 3.000 – 10.000 trái/giờ

 Tạo tiền chất hương cho quá trình rang hạt về sau

 Làm cho nội nhũ giòn dẫn đến lớp “vỏ lụa” của hạt hở ra, thuận lợi cho việc làmsạch lớp vỏ lụa này trước quá trình rang hạt

Trang 8

 Dừng quá trình hô hấp và nảy mầm hạt cacao( làm hạt chết) kéo dài thời gian bảoquản hạt.

Chế biến:

 Làm cho hạt bớt chất chát

 Bước đầu tạo các hợp chất hương và màu sắc cho hạt cacao

 Loại bỏ lớp nhầy trên bề mặt hạt

Những biến đổi xảy ra trong quá trình ủ hạt:

Vật lí:

 Có sự gia tăng nhiệt độ trong quá trình lên men nhưng không vượt quá 500C

 Tế bào trương lên nhờ quá trình hút nước của nội nhũ

 Xảy ra hiện tượng khuếch tán bên ngoài vào trong hạt và các khuếch tán nội tại củahạt

Hóa sinh:

Hệ vi sinh vật có sẵn trong hạt cacao, dưới điều kiện thích hợp cho quá trình lên men,cộng với nguồn thức ăn dồi dào của phần thịt hạt được hoạt hóa và thực hiện quá trìnhtrao đổi chất mạnh mẽ làm thịt quả bị rã ra và tạo thành những hợp chất hóa học mới Quá trình lên men bởi nấm men: trong 24 -36 giờ đầu của quá trình lên men, với sựcó mặt của oxy, đường bị chuyển hóa thành alcohol, lớp nhày bị thủy phân

Song song với quá trình đó, vi khuẩn Acetic hoạt động chuyển alcohol thành acid

acetic và sinh nhiệt làm nhiệt độ khối hạt nâng dần lên ( khoảng 50oC)

Trong khoảng thời gian 48 -96 giờ tiếp theo, nhiệt độ ấm thích hợp cho vi khuẩn

lactic Lactobacillus hoạt động, chúng chuyển hóa đường, một vài acid hữu cơ( citric,

malic ) thành acid lactic ( sản phẩm chính), ethanol, CO2

Sự tạo hợp chất Polyphenol:

Quá trình lên men yếm khí: anthocyanin→ cyanidin và đường ( glycosidase) ↠ hạt bị

mất màu tím

Quá trình lên men yếm khí: Catechin → quinone ( Polyphenol oxydase ) → các hợp

chất màu↠ hạt hoá nâu

Biến đổi hóa học:

Methylxanthine( cafein va theobromine ) : giảm 30%

Các hợp chất Polyphenol:

Quá trình lên men yếm khí: anthocyanin→ cyanidin và đường ( glycosidase) ↠ hạt

bị mất màu tím

Quá trình lên men yếm khí: Catechin → quinone ( Polyphenol oxydase ) → các hợpchất màu↠ hạt hoá nâu

Quá trình tạo các tiền tố hương và màu cho quá trình chế biến:

Sucrose → đường khử ( invertase ) ( fructose > gluco )

Protein → oligo peptid kỵ nước ( aspatic – endopeptidase – pH opt =3.5)

→ oligo peptid ưa nước + các acid amin kỵ nước ( cacboxy peptidase)

Sự thay đổi pH trong quá trình lên men: hàm lượng acid acetic tăng từ 0 – 1.36%, acid lactic tăng từ 0.05 – 0.12%, do đó pH giảm từ 6.45 xuống 4.5

Trang 9

Sinh học :

 Phôi nha bị tiêu, hạt không nảy mầm được(hạt chết)

 Nhiệt độ tăng cộng với sự tích lũy các acid hữu cơ, etanol làm hạt cacao bị chết

 Sự tăng sinh khối hệ vi sinh vật trong khối hạt

Thông số kỹ thuật

 Thời gian lên men: 5-6 ngày

 Nhiệt độ: 45-500C

Các thiết bị lên men:

Nếu thực hiện lên men theo phương pháp cổ điển trong thùng gỗ, có thể sử dụng các

thùng nhỏ 45 x 45 x 45 cm, có thể chứa từ 80 – 85 kg hạt tươi Đáy thùng có đục lỗ , phủ lá chuối Khi lên men thực hiện đảo trộn từ thùng này sang thùng khác

Hoặc cũng có thể lên men trong khay

Sử dụng khay có kích thứơc: 75 x 75 x 10 cm, 2 khay cách nhau 0.5 cm , chồng 10

khay đặc trên bệ di động, không đảo trộn

Nếu thực hiện lên men đổ đống: lót các tấm lá chuối lên những thanh gỗ và đổ khối hạt

và rồi đậy lá lại Đảo trộn sau ngày thứ 3 và thứ 5 Kết thúc ngày thứ 7

Nếu thực hiện lên men đặc biệt: chỉ có loài cacao “ Nacional” nhóm forastero ở

Equado, với đặc điểm: hạt to, mập hơn, phôi nhũ có màu tím nhạt hơn và đặc biệt là hương vị nó rất đặc biệt do được thực hiện quá trình lên men như sau:

Lên men + phơi kết hợp : 2-3 ngày

Đêm : đánh đống → ủ

Ngày: phơi + đảo bằng chân suốt ngày ( “ khiêu vũ cacao” )

Loại cacao này còn được gọi là “ Arriba “ hảo hạng.

Sau đó hạt cacao được rửa sạch để loại bỏ lớp nhày do phần thịt quả đã bị lên men

Trang 10

Yêu cầu kỹ thuật: có sự đảo trộân hợp lý, hạt cacao sau khi lên men sẽ có màu nâu

vàng đồng nhất

hạt cacao lên men hạt cacao lên men 20% hạt cacao khong lên men

III.1.3.Phơi, sấy cacao:

Hạt cacao sau khi rửa để ráo sau đó đem sấy khô tới độ ẩm 7.5% Ta có thể sấy bằng lò sấy hoặc trải khối cacao lên tấm nylon hay tấm vải sạch rồi phơi nắng

Khi sử dụng lò sấy phải chú ý là không để nhiên liệu dính vào hạt cũng như khói bám vào vì như thế sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Mục đích quá trình sấy:

 Chuẩn bị : tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiền thành bột nhão

- Tiêu diệt, ức chế vi sinh vật

Các biến đổi trong quá trình sấy hạt:

Vật lí & hóa lí :

- Hàm ẩm của hạt giảm từ 55% xuống còn 6-8% do sự bay hơi

- Giảm khối lượng riêng của hạt, khối hạt bị tách nước nên hạt trở nên cứng, giòn

- Sự khuếch tán nước từ bên trong hạt ra ngoài và sự khuếch tán nội tại củahạt(chủ yếu là theobromine)

Hóa sinh:

- Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ chưa cao lắm, các vi sinh vật tiếptục hoạt động tổng hợp những hợp chất hương, khi nhiệt độ trong thiết bị đã ổn định, tứckhoảng 60 – 70o C , vi sinh vật hầu hết bị tiêu diệt hoặc vô hoạt, các phản ứng sinh hóalúc này dừng lại

Hóa học: ở nhiệt độ sấy khoảng 60 -70OC, khối hạt có những biến đổi hóa học như sau:

Sự thay đổi độ acid và các chất dễ bay hơi: hàm lượng các acid dễâ bay hơi ( tính

theo acid acetic) trước khi rang là 0.4%, sau khi rang là 0.3%; hàm lượng acid trước khi

Trang 11

rang là 0.92%, sau khi rang là 0.67% Acid dễ bay hơi bị tách ra làm tiêu hao chất khôtrong giới hạn 0.1 – 0.2%

Sự thay đổi màu:ở nhiệt độ rang thích hợp cho phản ứng Maillard giữa acid amin

được tạo thành do protein bị thủy phân trong quá trình lên men và đường khử có sẵn tronghạt tạo hương, màu cho hạt

Yêu cầu kỹ thuật:

Khối cacao sau khi sấy đạt độ đồng nhất về màu sắc, hạt không bị cháy khét, không bịnhiễm mùi của nhiên liệu dùng gia nhiệt

Phơi hạt ca cao

Sấy: được áp dụng ở những nơi ít nắng và độ ẩm không khí cao, hạt cacao được sấy

khô bằng các máy sấy Trong phương pháp này quá trình sấy nên tiến hành từ từ vớinhiệt độ không khí sấy khoảng 60- 700C để hoàn tất quá trình oxy hoá của enzym Yêu cầu:

 Nhiệt độ sấy: 90-150 0C

 Thời gian sấy: 20-40 phút tuỳ thuộc vào thiết bị sử dụng

 Hao hụt 0,1- 0,2% lượng chất khô

Hình 6: Thiết bị sấy thùng quayThực hiện quá trình theo từng mẻ, mỗi quátrình thực hiện 45 phút (kể cả thời gian nhập liệu và lấy sản phẩm)

Thiết bị có:

 Dung tích: 2m3

 Công suất động cơ: 4 Hp

Trang 12

 Vận tốc quạt: 500 vòng/phút

Loại III ( fair average

quality)

Dưới 12% Không giới hạn

III.2.Nguyên liệu là hạt cacao thương phẩm:

Hạt cacao thương phẩm được đưa vào quá trình chế biến bột cacao phải đảm bảo:

 Phải được ủ và phơi sấy khô hoàn toàn, không có mùi khói và mùi lạ ngoài mùicacao

 Không có côn trùng trong hạt

 Hạt cacao phải đồng đều về kích thước Trong khối hạt không có mảnh vỡ của vỏhạt và các tạp chất

Yêu cầu cảm quan:

 Hạt khô và có độ cứng cần thiết, vỏ hạt ít bị nhăn nheo

 Có sự phân tách giữa vỏ và phôi nhũ

 Phôi nhũ có màu nâu hoặc nâu hơi tía, mùi thơm đặc trưng, ít chát

 Khối hạt chỉ có ít hạt xám (do len men quá lâu) và hạt mốc

 Trọng lượng hạt sau phơi sấy bằng 10- 15% trọng lượng hạt mới tách vỏ

Thành phần hoá học (không bơ) của hạt

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Trang 13

Hạt cacao thương phẩmLàm sạch

Rang

ChàPhân ly

Bột cacao

Nghiền thô

Kiềm hóaÉp bơNghiền mịn

II THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Tổng quan qui trình chuyển đổi hột cacao thành bột cacao

Làm sạch: hạt cacao được làm sạch để loại bỏ những vật liệu không liên quan tới:

rác, sỏi, lá, côn trùng, hạt bị hư hỏng do quá trình vận chuyển, bảo quản

Trang 14

Rang: để làm dậy mùi thơm và màu sắc, hạt cacao phải được rang Nhiệt độ, thời

gian, độ ẩm ảnh hưởng quá trình rang phụ thuộc loại hạt sử dụng và loại sản phẩm đòi hỏitừ quá trình

Chà: một máy chà được sử dụng để loại bỏ vỏ từ hạt để lại hạt cacao, sau khi chà

ta được “cocoa nibs”(hột cacao)

Kiềm hoá: hột cacao sau khi chà có thể đựơc kiềm hóa Trong sản xuất Dutch

cocoa phải được kiềm hoá, thường sử dụng K2CO3(potassium carbonate), để cải thiện mùi(

do acid yếu được trung hòa) và màu ( phản ứng oxy hóa, polyme hóa, phản ứng với những thành phần khác của hạt cacao làm tăng hàm lượng các hợp chất màu Polyhydroxyphenol cho khối hạt)

Nghiền: hạt sau đó được nghiền để tạo dung dịch cacao liquor (một thành phần

cacao tạo thành bơ cacao) Nhiệt độ và mức độ nghiền khác phụ thuộc loại hạt cacao sử dụng và sản phẩm yêu cầu

Ép: cacao liquor được ép để trích ra bơ cacao Để làm bột cacao ta tiến hành ép

mạnh trích ly 10-25% bơ cacaco từ chocolate liquor Bã ép cacao (cocoa presscake) được sử dụng lamø bột cacao Khối lượng bơ trích ra từ liquor được điều khiển bởi nhà sản xuất để tạo ra bã ép cacao với hàm lượng chất béo khác nhau

Nghiền thành bột: Từ sau khi ép qui trình được chia làm 2 hướng khác nhau Bơ cacao

được sử dụng trong quá trình sản xuất chocolate Bã ép caocao được phá vỡ thành những miếng nhỏ (nghiền sơ bộ), sau đó nghiền thành bột cacao

Cocoa ít béo chứa 10-13% béo

Cocoa nhiều béo chứa 15-25% béo

Cacao ít béo thường sử dụng cho thức uống cacao

Cacao nhiều béo thường sử dụng cho mùi vị bánh ngọt

Chú ý: để sản xuất được bột cacao có chất lượng tốt đòi hỏi phải có nguyện liệu hạt tốt,

điều này rất khó thực hiện ( giá thành cao) Để cải thiện chất lượng sản phẩn, ngoài việc điều khiển tốt các quá trình các hãng sản xuất thường trộân nhiều loại cacao với nhau theo một công thức riêng, qua đó họ có thể tạo đặc trưng riêng cho sản phẩm

II.1.Quá trình làm sạch:

II.1.1.Mục đích công nghệ:

- Chuẩn bị:loại tạp chất ra khỏi khối hạt để thực hiện các quá trình tiếp theo

- Hoàn thiện: nâng cao độ đồng nhất và chất lượng khối nguyên liệu

II.1.2 Biến đổi:

Các biến đổi vật lý, hóa học, hoá lý, sinh học, hoá sinh, cảm quan là không đáng kể trong quá trình phân loại

II.1.3.Phương pháp thực hiện:

Thực hiện theo phương pháp rửa xối: dùng dòng nước chảy để kéo những chất bẩn theonước ra ngoài

II.1.4 Thông số kỹ thuật:

Dùng tia nước phun (p=2-3 at) hay vòi sen để xối

Nước rửa phải lạnh và sạch

Trang 15

 Công việc làm sạch bao gồm một loạt các công đoạn nhờ vào sự phối hợp của cácsàng lắc với các kích thước lỗ sàng khác nhau, quạt hút, nam châm và cyclone để phân lytạp chất trong khối hạt cacao thô như: MOG (Materials Other than Grain), vỏ hạt vụn, sợibao bố, sỏi đá, mảnh kim loại, bụi bặm… Hao hụt qua hệ thống làm sạch ước chừng 1-

1.3% tính theo khối lượng.

II.2 Quá trình rang:

II.2.1.Mục đích công nghệ của quá trình rang:

- Chuẩn bị: Chuẩn bị cho qúa trình chà:làm liên kết giữa vỏ và nhân hạt ca cao yếu

đi, giúp thuận lợi cho qúa trình chà sau này

- Chế biến : tạo các hợp chất thơm đặc trưng cho sản phẩm, tạo màu cho sản phẩm

- Hoàn thiện: lọai một phần acid acetic, chất dễ bay hơi của cacao( những hợp chất này làm cho hạt cacao có mùi khó chịu), cải thiện mùivị, màu sắc cho sản phẩm

- Bảo quản: hạ hàm ẩm từ 7-8% xuống còn 2-3%, vô họat enzym, tiêu diệt vi sinh vật

II.2.2.Các biến đổi của hạt ca cao xảy ra trong qúa trình rang:

II.2.2.1 Biến đổi vật lý:

Trang 16

- Sự tăng nhiệt độ trong quá trình rang.

- Giảm trọng lượng :hạt rang thường mất 4-6% trọng lượng ( do mất nước, những cấu tử dễ bay hơi làm kéo theo giảm hàm lượng chất khô), giảm thể tích, tăngtrọng lượng riêng của sản phẩm

 Thành phần độ ẩm của hạt trong quá trình rang

II.2.2.2 Biến đổi hoá học:

- Giảm hàm lượng chất chát.từ 6% -> 2-3%

- Tạo màu sản phẩm do phản ứng Maillard.Màu nâu đỏ của Flobaphen và các chất màu khác như Anthocyanin

- Tạo hương cho sản phẩm do sự phân hủy hợp chất glucide tạo hương vanile và hương của phản ứng Maillard

 Sự biến đổi hàm lượng polyphenol:

Sự biến đổi hàm lượng polyphenol trong quá trình rang ở nhiệt độ khác nhau là khác nhau:

Nhiệt độ rang Nhiệt độ tâm cacao Lượng Pentamer Tổng procyanidin

Bảng 7: Một số chất thơm được tìm thấy trong khối cacao

(bằng phương pháp AEDA: Aroma Extrac Dilution Analysis)

Mùi thịt nấuMùi khét, mùi đất

1.0241.024512512512512512512256

Trang 17

II.3.2.3 Biến đổi hoá lý:

- Sự bay hơi nước, bơ cacao và các acid hữu cơ.Acid dễ bay hơi bị tách ra và kèm theo sự tiêu hao chất khô trong giới hạn 0.1-0.2%

Trước khi rang Sau khi rangHàm lượng các acid hữu cơ dễ bay hơi (tính theo

a.acetic)

- Quá trình khuếch tán nước và bơ trong bột cacao ra bề mặt hạt

II.3.2.4 Biến đổi sinh học:

- Tiêu diệt, ức chế được các loại vi sinh vật có hại

II.3.2.5 Biến đổi hóa sinh:

- Vô họat các enzym

II.3.2.6 Biến đổi cảm quan:

- Tạo hương thơm đặt trưng cho sản phẩm ca cao

- Hạt ca cao bị sẫm màu hơn

Thành phần hạt cacao sau khi rang:

II.2.3 Phương pháp thực hiện:

Rang là quá trình đốt nóng nguyên liệu và giữ chúng ở trạng thái nóng được đảo trộn liên tục trong thiết bị

Trang 18

Nhiệt độ rang phụ thuộc vào lọai hạt cacao và yêu cầu của sản phẩm cacao cuối cùng

Thời gian rang từ 15-70’, phụ thuộc vào cấu trúc và kích thước máy.Dừng quá trìnhrang khi ngửi thấy mùi thơm đặc trưng, phải dừng lại trước khi mùi khét bốc lên

Trong sản xuất bột cacao : nhiệt độ rang cao hơn trong sản xuất chocolate :1160

-1210C/240-250F Nhưng để có màu đỏ đặt trưng của cacao thì nhiệt độ thấp hơn có thể được ứng dụng

Trong sản xuất chocolate : xử lý nhiệt “mềm” hơn : 990-1040C/210-220F và mùi vị được tăng cường trong các quá trình tiếp theo

Nhiệt độ được tính là nhiệt độ cuối cùng của hạt rang

Nhiệt độ sử dụng chính xác được xác định qua thực nghiệm với lọai máy rang, lọai hạt và yêu cầu hương vị cuối cùng của sản phẩm

Trong sản xuất bơ cacao thì nhiệt độ chỉ cần ấm để nới lỏng liên kết vỏ-nhân Nhiệt độ thấp làm cho bơ cacao có hương dịu phù hợp với sản phẩm sữa chocolate

* Thời gian và nhiệt độ rang của giống Criollo ngắn hơn giống Forastero.

Rang gián đọan:

 Thường rang trong thùng quay.Nhiệt được truyền từ bên ngòai vào

 Nhiệt độ rang khỏang 20-40’

 Rang gián đọan không ưu việt bằng rang liên tục Rang liên tục mang tính chất công nghiệp, ít làm vỡ hạt và ít làm dịch chuyển bơ từ nhân ra vỏ cacao

Rang liên tục:

 Thường có dạng thùng quay, hình ống, sử dụng không khí thổi qua dòng hạt liên tục

 Nhiệt độ rang khỏang 900-1500C và còn phụ thuộc thời gian rang, lọai sản phẩm để sao cho vỏ cacao không bị cháy

 Thiết bị rang liên tục giúp kiểm sóat chặc chẽ các thông số kỹ thuật nhờ vậy chất lượng rang cao hơn nhiều

 Ở nhà máy hiện đại thì tác nhân sấy là khí hóa lỏng propan-butan.Lọai nguyên liệu này rất đắt nhưng rất sạch, caloriphe nhỏ gọn và dễ kiểm sóat các thông số quá trình

Có thể tiến hành rang hai giai đọan : hạt được đun nóng ở nhiệt độ thấp trong thiết bịkín và ẩm, sau đó mới sấy đến nhiệt độ cần thiết

Hạt sau khi rang phải làm nguội ngay để giữ hương thơm và hạn chế sự chuyển chất béo vào vỏ Sau khi rang thì hạt rất dễ hút ẩm nên cần bảo quản thật kỹ trong khi chờ chế biến

Ngòai ra còn có rang nhân cacao và rang khối cacao

 Nhược điểm của rang nguyên hạt so với rang nhân và rang cacao khối:

Trang 19

 Phải gia nhiệt cả phần vỏ hạt,

 Không nâng cao được chất lượng hạt xấu

 Không lọai bỏ được các hợp chất không mong muốn

 Làm thất thóat chất béo, do chất béo di chuyển ra vỏ

 Những vấn đề về kích thước khác nhau của hạt:

Hạt có kích thước bé

Hạt có kích thước trung bình Hạt có kích thước

lớnKhối lượng 100

hạt

Tình trạng rang Vỏ bị cháy Tăng hương vị rất nhiều Chất

lượng rang đạt tốt nhất

Trong tâm của hạt chưa được rang

 Ưu điểm của rang nguyên hạt so với rang nhân và rang cacao khối:

 Dễ thực hiện, không cần qua xử lý nhiệt để tách vỏ

 Quá trình nghiền thô hạt dễ dàng

II.2.4 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị rang:

Cấu trúc máy rang phải được thiết kế sao cho đảm bảo không có sự nhiễm tạp chất từ nhiên liệu vào sản phẩm, tách ẩm và bay hơi acid tốt và sự phân hủy các hợp chất trong bản thân hạt

 Thiết bị rang gián đọan:

Máy rang thùng quay.Hạt cacao được đưa vào nồi rang một lần khỏang

50-60kg.Nhiệt độ không khí trong nồi từ 2500-3000C được đưa vào nhờ quạt và điều chỉnh bằng van đặt trên ống dẫn khí.Thời gian rang khỏang 12-13’, nhiệt độ hạt là 1250C.Sau khi rang được làm nguội hạt xuống còn 35-400C Nếu rang quá nóng thì bơ cacao bị phân hủy thành Arolein (C3H4O) làm giảm vị ngon của sản phẩm, protien bị biến tính

1 Cửa để phễu nhập liệu khi đổ hạt vào rang

2 Cửa để cho hạt vào khối cầu và

tháo ra khi chín

3 Khối cầu chứa hạt đem rang

4 Hạt đem rang

5 Trục quay của máy

6 Lưỡi gà để đảo trộn khi máy

quay

7 Buồng đốt

8 Ống thóat khói và hơi

9 Nắp hình nón dùng để đậy và

giữ nhiệt,

Trang 20

Thiết bị được khởi động trứơc, nguyên liệu đưa vào từ từ Tuỳ theo tính chất nguyên liệu mà cho nguyên liệu vào thiết bị đã được đun nóng trước đến nhiệt độ yêu cầu hoặc cho vào ngay từ đầu rồi thiết bị được đun nóng dần.