báo cáo quy trình và thiết bị sản xuất chocolate

Tương lai của cây ca cao ở Đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam bộ, Tây Nguyên rấthứa hẹn, có thể từ một quốc gia vô tiếng vô tăm về sản xuất hạt ca cao, Việt Nam có thể bướclên thành một c

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ CHOCOLATE

1.1 Lịch sử của Chocolate:

Cây ca cao có xuất xứ từ vùng Trung Mỹ cách đây hàng ngàn năm Người Maya và Aztec

cổ đã biết sử dụng hạt ca cao lên men làm thức uống bổ dưỡng hay trong các nghi lễ NgườiAztec thậm chí dùng hạt ca cao làm tiền tệ để trao đổi hàng hóa; 100 hạt ca cao tương đươngmột con gà tây

Khi Tây Ban Nha xâm chiếm vùng đất này vào thế kỷ 15, hạt ca cao theo những chiếcthuyền buồm đến Châu Âu và trở thành một loại thức uống quý tộc Cái tên Latin của giốngcây này là “Theobroma Cacao” nghĩa là “Thực phẩm của Chúa” Người Aztec gọi thức uống

từ hạt ca cao lên men là Xocolatl, nhưng người Tây Ban Nha không thể phát được cái tên nhưvậy nên biến thành Chocolat, và đến người Anh thì gọi là Chocolate

Tuy nhiên, lúc này thức uống ca cao chỉ được uống dưới dạng nóng vì trong bột ca caovẫn còn nguyên bơ ca cao, dễ bị kết tinh thô nhám khi bị lạnh Giữa thế kỷ 17, người Anh chobột ca cao vào bánh Năm 1828, một nhà hóa học người Hà Lan tên Johannes Van Houtenphát minh ra phương pháp ép bơ ca cao ra khỏi bột ca cao Lúc này, người ta có thể uống lạnhthức uống ca cao với mùi vị thơm ngon Năm 1875, nhà sản xuất Daniel Peter người Thụy Sỹtrộn bột ca cao, bơ ca cao, sữa bột, đường, vv, lần đầu tiên chocolate sữa với mùi vị thơmngon hơn được sản xuất công nghiệp Năm 1879, Rodolphe Lindt phát minh ra máy nghiền ủđảo trộn, giúp cho chocolate sữa có cấu trúc mịn, đồng nhất và mùi vị dễ chịu Kể từ đây, quytrình sản xuất chocolate sữa quy mô công nghiệp đã gần hoàn chỉnh Nhiều nhãn hiệuchocolate nổi tiếng lần lượt ra đời

Cây ca cao theo chân người Pháp đến Nam Bộ vào đầu thế kỳ 20, nhưng cây ca cao chưabao trồng với quy mô đồn điền như cây cao su Có lẽ vì cao su không thể thiếu đối với ngànhcông nghiệp Pháp, còn hạt ca cao thì không được như vậy

Khoảng năm 1994, một dự án của Nhà Nước về trồng cây ca cao quy mô 10.000 hectađược thực hiện, chủ yếu ở Quảng Ngãi nhưng đã thất bại vì nhiều lý do Mong muốn pháttriển trồng cây ca cao tương tự như cây cà phê không thành

Khoảng năm 2002, tổ chức Success Alliance có dự án phát triển cây ca cao mà khởi đầu

từ Bến Tre Đến năm nay, 2006, chuyến hàng xuất khẩu hạt ca cao được thực hiện dù sảnlượng vẫn còn rất thấp

1

Tương lai của cây ca cao ở Đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam bộ, Tây Nguyên rấthứa hẹn, có thể từ một quốc gia vô tiếng vô tăm về sản xuất hạt ca cao, Việt Nam có thể bướclên thành một cường quốc xuất khẩu hạt ca cao trên thế giới, như đã thành công với cây càphê Robusta.

1.2 Một số thống kê về chocolate:

Việc tiêu thụ Chocolate ở một số nước trên thế giới

1.3 Thành phần dinh dưỡng của Chocolate:

ích của

Chocolate:

1.4.1 Chất chống oxy hóa hiệu quả:

Khí oxy mà chúng ta hít thở hằng ngày giúp cho cơ thể hoạt động nhưng đồng thời cũngsản sinh ra một lượng lớn các gốc tự do (chất oxy hóa) tấn công các cơ quan trong cơ thể.Cacao chứa một lượng lớn chất chống oxy hóa, có khả năng vô hiệu quá hoặc trung hòa cácgốc tự do này

Khả năng chống oxy hóa của chocolate cao hơn 4 - 5 lần so với trà đen và cao hơn 2 - 3lần so với trà xanh hoặc rượu vang Chính là do chất flavonoide (chất chống oxy hóa có trongchocolate) và các khoáng chất khác (kẽm, mangan, đồng) đã làm nên công dụng đặc biệt nàycủa chocolate

1.4.2 Tốt cho phụ nữ mang thai:

Theo một nghiên cứu được giới thiệu trong tạp chí Epidemiology, việc ăn chocolate đenhàng ngày trong thời gian bầu bí có thể làm giảm tới 69% nguy cơ mắc chứng tiền sản giật(do huyết áp tăng cao đột ngột) mà có thể dẫn đến sinh non

Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học của trường ĐH Yale, dựa trên 2.291 phụ

nữ mang thai Nhóm nghiên cứu đã nhận thấy rằng, những phụ nữ ăn nhiều chocolate thì sẽ cóhàm lượng theobromin ở dây rốn cao hơn và người mẹ sẽ ít nguy cơ bị tiền sản giật

Theobromin là một thành phần có nhiều trong chocolate đen

1.4.3 Khuyến khích sản xuất cholesterol tốt

Máu vận chuyển cholesterol trong các mạch máu nhờ vào các “protein vận chuyển”.Những cholesterol được chuyển tới gan và thải ra ngoài là những cholesterol tốt Ngược lại,cholesrerol bị tích tụ ở các động mạch có thể gây ra các bệnh về tim mạch là nhữngcholesterol xấu.

Chocolate và cacao có thể bảo vệ các bộ phận của cơ thể khỏi những cholesterol xấu Chấtflavonoide có trong loại thực phẩm này có tác dụng giảm lượng cholesterol xấu và khuyếnkhích việc sản sinh cholesterol tốt Ngoài ra, vitamin B3 có trong chocolate cũng cho phépgiảm nguy cơ nghẽn mạch

tự vì trong chocolate trắng không chứa chất polyphenol

1.4.5 Chống lại stress

Để chống lại lo âu và căng thẳng, không gì có thể tốt hơn là ăn nhiều thực phẩm có chứa

ma giê, chocolate là một trong số những thực phẩm có hàm lượng magie rất cao Nhiềunghiên cứu đã khẳng định rằng nguyên tố này đóng vai trò quan trọng trong việc phòng chốngnhững tác động của stress

Việc thiếu magie sẽ kéo theo việc thiếu năng lượng cho cơ thể biểu hiện qua việc mệt mỏi,cảm thấy kiệt sức hay tâm trạng lo âu Ngược lại, khi bạn cảm thấy khỏe mạnh, bạn có thể tựtin và dễ dàng đối mặt với các vấn đề khó khăn

Một nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng, những thực phẩm giàu ma giê như chocolate còn

có khả năng giảm nguy cơ tai biến mạch máu não, nhồi máu cơ tim và bệnh tiểu đường

CHƯƠNG 2:

QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHOCOLATE

Việc sản xuất chocolate có lịch sử hàng trăm năm nhưng gồm rất nhiều công đoạn vàphức tạp Nếu bạn có hạt ca cao trong tay và muốn tự tay làm ra chocolate ngon như kiểu đổrau câu hay làm bánh kem thì đó là một nhiệm vụ bất khả thi Một số công đoạn quan trọngtrong việc sản xuất chocolate như : rang, ép bơ, kiềm hóa, nghiền tinh, rót khuôn, vv mà nếukhông có thiết bị chuyên dùng hay kinh nghiệm chế biến thì chất lượng rất kém hay khônglàm được

2.1 Quy trình sản xuất chocolate từ hạt ca cao:

2.2 Các giai đoạn trong sản xuất chocolate từ hạt ca cao đã lên men:

2.2.1 Phân loại và tách tạp chất:

Công đoạn này tương đối đơn giản nếu chất lượng hạt tốt: lên men đồng đều, ít hạtlép, sâu mọt mốc Tạp chất phải lựa kỹ nhất là kim loại, cát đá vì nếu đi vào thiết bị trongcác công đoạn sau, sẽ dễ dàng làm hư hỏng thiết bị

2.2.2 Rang hạt:

Đây là một trong những khâu quan trọng nhất trong việc quyết định chất lượngchocolate Chất lượng rang phụ thuộc rất nhiều vào độ chín đồng đều, nhiệt độ rang và thờigian rang Nhiệt độ rang có thể từ 70 đến 140oC trong thời gian 80 phút đến 7 phút Đối vớihạt ca cao dùng sản xuất chocolate sữa, nhiệt độ rang thường thấp hơn, chỉ 100 – 105oCnhưng nếu hạt dùng để ép bơ thì nhiệt độ rang thường 120 -130oC Sau quá trình rang, độ ẩmgiảm từ 7-8% xuống còn 2-3%

Quá trình rang xảy ra nhiều phản ứng hóa lý rất phức tạp, trong đó có quá trình bốchơi nước và hơi acid acetic có trong hạt ca cao lên men, phản ứng Maillard, phản ứng củapolyphenol, flavanols, vv

Trong công nghiệp, người ta thường dùng máy rang thùng quay dạng cầu hay dạngống để rang Nhiệt cấp cho quá trình rang thường là hơi nước quá nhiệt hay khí đốt LPG sạchhay không khí nóng Sau khi rang, hạt phải làm nguội càng nhanh càng tốt để bơ ca cao ít dichuyển từ hạt ra vỏ ca cao

2.2.3 Nghiền thô:

Nghiền thô nói chung tương đối đơn giản, có thể nghiền búa hay nghiền trục Tuynhiên, nó quan trọng ở chỗ hạt ca cao chỉ nên bị vỡ làm ba, làm tư và càng sinh ra ít bụi càngtốt Nếu quá nhiều bụi sinh ra, thì việc tách vỏ ra khỏi bụi rất khó khăn

2.2.4 Sàng phân loại:

Mục đích việc sàng phân loại là tăng khả năng phân ly vỏ ra khỏi hạt Nếu hạt nhỏ lẫnvới vỏ lớn thì khi thổi vỏ, thì cả vỏ lớn và hạt nhỏ đều bay Thường người ta phân làm 4 đến 5

cỡ hạt Nhiều cỡ hơn thì quá phức tạp, ít cỡ hơn thì việc phân ly hiệu suất thấp

Sàng phân loại thường dùng loại sàn lắc bằng bánh cam hay sàng rung

2.2.5 Tách vỏ:

Về nguyên lý thổi vỏ hạt ca cao thì không khác gì hình ảnh cô thôn nữ làng quê cầmthúng thóc đổ từ trên cao xuống để gió thổi hạt lúa lép ra khỏi hạt lúa chắc Tuy nhiên, thổi vỏhạt ca cao khó hơn nhiều vì vỏ hạt ca cao khá dày và tỉ trọng nặng không kém nhân hạt cacao

7

-Lượng vỏ tách ra khỏi hạt trong quá trình này chiếm 20 đến 25% lượng hạt ban đầu Ởnước ngoài, vỏ này có thể dùng trích chất flavanol chống oxy hóa tự nhiên là theobromine cótác chống các gốc tự do gây lão hóa Hiện giờ, sản lượng hạt Việt Nam còn rất thấp nên chưa

ai tận dụng lượng vỏ thải ra này

2.2.6 Nghiền ướt:

Hạt ca cao bị nghiền đến kích thước khoảng 100μm thì chuyển sang dạng lỏng sệt gọichocolate liquor hay chocolate mass Tiếng Việt tương ứng của từ này là hạt ca cao nghiền,hạt ca cao nhão, hạt ca cao sệt, chocolate lỏng, vv Tiếng Anh gọi hạt ca cao ở trạng thái khôrắn là cocoa, ở trạng thái lỏng kết tinh rắn là chocolate

Nghiền ướt thì thực hiện bằng máy nghiền trục có làm lạnh bằng nước Lý do phải làmlạnh trục nghiền là trong quá trình nghiền phát sinh rất nhiều nhiệt làm bơ ca cao chảy lỏng ra,giảm độ ma sát giữa hạt ca cao và trục nghiền, và hậu quả là giảm năng suất nghiền

2.2.7 Kiềm hóa:

Hạt ca cao lên men có rất nhiều acid acetic, acid lactic, v.v và vẫn còn tồn dư sau quátrình rang hạt Việc kiềm hóa làm hạt bớt chua đi hoặc hoàn toàn không chua, pH từ 4- 4,5được nâng lên 6,8 – 7,2 Việc kiềm hóa này cũng làm hạt ca cao đắng hơn và sậm màu hơn docác polyphenol phản ứng với chất kiềm Quá trình này còn có tên gọi Dutch Process Ở Bắc

Mỹ, đặc biệt là Hoa Kỳ, rất nhiều sản xuất chocolate từ hạt ca cao KHÔNG LÊN MEN nênhạt không bị chua, do đó cũng không cần giai đoạng kiềm hóa làm gì, vừa đơn giản vừa giảmchi phí Do đó, chất lượng chocolate Hoa Kỳ rất khác chất lượng chocolate Châu Âu

Chất kiềm hóa thường dùng là dung dịch K2CO3 hay Na2CO3 Việc kiềm hóa dư cóthể xà phòng hóa bơ ca cao

Sau đó, người ta phải khuấy tách nước ở nhiệt độ khoảng 60-70oC để nước bay hơidần dần

2.2.8 Ép bơ:

Bơ ca cao là thành phần không thể thiếu trong chocolate ngon Bơ ca cao ngoàichuyện có một lượng lớn chất polyphenol chống oxy hóa tự nhiên, nó có khả năng kết tinh đahình tùy theo nhiệt độ Dạng bơ kết tinh beta 3 hay dạng V (5) của bơ ca cao có cấu trúc tinhthể mịn, bóng, vị thơm đặc trưng, tan chảy nhanh dưới thân nhiệt Chính đặc điểm này giúpchocolate sản xuất từ bơ ca cao có vị thơm ngon hơn loại chocolate dùng bơ thực vật thay thếCBS (Cocoa Butter Subtitute hay Cocoa Butter Replacer) Chocolate Liên Minh Châu Âu chỉcho phép dùng 5% bơ thực vật thay thế Tuy nhiên, các hãng chocolate Châu Âu nổi tiếng

thường dùng hoàn toàn bơ ca cao để giữ chất lượng Hoa Kỳ thì không cho phép sử dụng bơthay thế trong các sản phẩm có mang tên Chocolate.

Ép bơ ca cao phức tạp hơn ép dầu thực vật khác, do ép bơ ca cao cần gia nhiệt để bơlinh động thoát ra ngoài Áp suất ép bơ có thể lên hơn 200 kg/cm2 Sau khi ép bơ, ta có bột cacao chứa 18 -22% bơ ca cao Muốn lấy tiếp bơ ca cao ra khỏi bột, người ta phải qua tiếp giaiđoạn trích ly bằng dung môi để lấy tiếp bơ ca cao Bột sau trích ly chỉ còn 10 -12% bơ Doviệc ép tách bơ khá phức tạp, nên giá thành bơ ép ca cao đắt gấp 4 -5 lần bơ thực vật thay thế

2.2.9 Phối trộn:

Sau khi thêm bơ ca cao, đường, sữa bột, chất nhũ hóa Lecithine đậu nành vào hạt cacao nghiền mịn (chocolate liquor), ta được một hỗn hợp khô sệt Hỗn hợp này phải đồng hóabằng cánh đảo trộn Khi đồng nhất rồi thì lại tương đối lỏng sệt

2.2.10 Nghiền tinh:

Giai đoạn nghiền này cũng khá quan trọng trong việc quyết định chất lượng cảm quancủa chocolate Giai đoạn nghiền tinh rất phức tạp về thiết bị hay hiệu suất Đối với nhà máylớn, người ta dùng máy nghiền 5 trục để giảm kích thước chocolate từ 100μm xuống 18 -20

μm Máy này có năng suất và hiệu suất năng lượng rất cao, tuy nhiên giá thành máy rất đắt,bảo trì rất phức tạp trong việc đảm bảo khoảng cách khe rất nhỏ giữa các trục nghiền, phải cónước làm nguội cả 5 trục nghiền, khi trục mòn phải gửi về hãng sản xuất máy để phục chế bềmặt trục, vv

Do đó, đa số sử dụng máy nghiền bi có thiết kế đơn giản, giá thành rẻ, dễ vận hànhnhưng năng suất và hiệu suất thấp, ồn ào, vv

Trong chế biến chocolate tại nhà với số lượng ít, người ta dùng máy nghiền con lănbằng đá chạy vòng vòng suốt ngày đêm để nghiền một hai ký chocolate

2.2.11 Ủ đảo trộn:

Đây là một trong những công đoạn khác biệt quan trọng nhất giữa Chocolate Châu Âu

và Mỹ Các nhà sản xuất chocolate của Mỹ thường dùng hạt ca cao chưa lên men nên côngđoạn này có thể không cần nhằm tiết kiệm thời gian, năng lượng và giảm giá thành Các nhàsản xuất chocolate châu Âu luôn luôn sử dụng hạt ca cao lên men nên chocolate thường cómùi rất nồng, công đoạn ủ đảo trộn trong thời gian dài 4 đến 100 giờ để làm các mùi khó chịuhay acid bay hơi Sự chà xát, đảo trộn các phần tử rắn như hạt ca cao, sữa, đường, vv trongthời gian dài và nhiệt độ cao 50 -80oC, làm cho chocolate trở nên đồng nhất, trơn mịn

9

-2.2.12 Ổn định nhiệt:

Điểm đặc biệt của bơ ca cao là tính kết tinh đa hình mà không phải dạng kết tinh nàocũng làm chocolate ngon Chocolate kết tinh ở dạng V hay beta 3 là ngon nhất, bề mặt bóngmịn, cấu trúc đồng nhất

Chocolate đã nóng chảy hoàn toàn , thường ở nhiệt độ 40 -50oC, được làm nguội từ từ

có khuấy trộn đến khoảng 34-35oC Sau đó, người ta trích khoảng 1 phần 5 chocolate để đi tạomầm kết tinh bằng cách khuấy đảo trộn ở nhiệt độ 29oC trong thời gian 20 đến 30 phút Trộnhai thứ chocolate này lại thì toàn bộ chocolate sẽ được gây mầm kết tinh ở nhiệt độ 32oC.Nhiệt độ thấp hơn thì có thêm mầm tinh thể dạng III, dạng IV dễ chảy và không ngon, nhiệt

độ cao quá thì cũng mất mầm tinh thể, rót khuôn được không lấy ra được

2.2.13 Rót khuôn:

Việc rót khuôn không hề đơn giản vì độ nhớt rất cao, lại phải ổn định nhiệt độ, phảiđúng cân lượng nữa, không được xáo trộn mạnh dễ tạo bọt, vv Nói chung rót khuôn cho dạngthanh 100 gram hay 200 gram là dễ nhất Những miếng chocolate con cá, hoa trái, vv trên một

vĩ khuôn sẽ khó rót khuôn hơn vì phải định vị chỗ rót hay phải có nhiều đầu rót

2.2.16 Bảo quản:

Nhiệt độ tối ưu để bảo quản chocolate là 20 đến 25oC Để chocolate trong ngăn đá hayngăn dưới của tủ lạnh là không hẳn là nhiệt độ tối ưu vì nó làm cả bơ sữa kết tinh thành nhữngvệt trắng trên bề mặt

Chocolate rất sợ nhiệt độ cao và nắng chiếu trực tiếp vì một khi chocolate đã chảy, nó

dễ dàng kết tinh lại thô nhám, mất ngon

CHƯƠNG 3:

MỘT SỐ MÁY MÓC TRONG SẢN XUẤT CHOCOLATE

11

13

15

17

19

21

23