Nghiên cứu quá trình xử lý nhiệt trong sản xuất chocolate

Thành phần Chocolate Chocolate sữa trắng Chocolate Đơn vịđen Chương Chương 1: 1: Tổng Tổng quan quan Kcal 544 588 g 52.5 54.5 g 35.2 37.6 1.1 Phân loại chocolate ợng g g g g mg mg 562 Chương 34.4 TỔNG QUAN 43.7 -Thành phần chính- để sản xuất chocolate bơ ca cao, bột ca cao, đường, sữa Ngoài thành phần trên, quy trình sản xuất chocolate, có bổ sung 5.6 thêm số phụ 8.7 gia như: lecithin 18.7 (chất tạo nhũ), chất tạo mùi (vanille), chất ổn định chất bảo quản 0 Dựa vào thành phần phôi trộn nguyên liệu trên, chocolate 1.3: Một sô" loại chocolate trắng (White chocolate) phân thành loạiHình bản: 138 218 63 Dark chocolate (chocolate sữa): thành phần gồm bột ca cao, bơ 246 2000 2.9 camg cao đường 1.7 2000 Hình 1.1: Một sô" loại chocolate đen (dark chocolate) Milk chocolate (chocolate sữa): thành phần gồm bột ca cao, bơ ca cao, đường, sữa Hình 1.2: Một sô' loại chocolate sữa (milk chocolate) Chương 1: Tổng quan ❖ Quy trình công nghệ: Xử lý nhiệt ■A Tác nhân kiềm hóa Đường, vanille Nghiền tinh 1.2 Quy trình công nghệ sản xuất chocolate đen 1.2.1 Giới thiệu thuyết minh quy trình công nghệ - 32 - Tên triglycerid Phần trăm Nhiệt độ nóng Chương 1: Tổng quan Oleopanmetostearin Oleodistearin Oleodipanmitin ♦> minh trình sản Thuyết bền xuất chocolate đềuquynên đãbềtạomặt chocolate 4-6 chocolate tínhrất chất láng,29 đặcmịnbiệt, bóng khả Sau trình tan chảy làm Dipanmitostearin 2,5 rót - 3,0khuôn 63-68 dịu, chocolate để phương tạo hình dạngnhanh mongchóng muônvàcho sảnquả phẩm Sau miệng Đây pháp hiệu để đánh Từ hạt ca cao ban đầu, trình rang hạt nhiệt độ từ 160-220°c Dioleopanmitostearin 7-8ta thực Nhiệthiện độ thường đó, chất để dễ dàngcủa tách khuôn, chocolate làm lạnh nhiệt độ 7-10°C, giá lượng chocolate Bảng 1.3: Một ca caovị[14] Dioleostearin Quá trình giúp tạo 6những -12 nt vềvềbơhương biếnsô" đổitiêu đặcchuẩn trưng cho hạt Sau đó, hạt đem tháo khuôn bao gói Cuối cùng, sau bao gói, chocolate đưa vào Oleolioleopanmitin tách vỏ để thu hạt 0,5 ca cao nhân Hạt cant cao nhân tiếp tục thực bảo quản 23°c hay nhiệt độ thường tùy theo loại chocolate Oleolioleostearin 4,5 nt kiềm hóa, phần acid trình1.2.2 kiềm hóa Nguyên Dưới tácLiệu tác động tác nhân Acid béo tự 1,1 nt hạt trung hòa cấu trúc hạt ca cao không chặt chẽ mà trở nên xốp 1.2.2.1 Bơ ca cao Tên tiêu chất lượng Tiêu chuẩn Sau kiềm hóa, hạt nghiền nhỏ để chuẩn bị cho trình xử lý nhiệt STT 52 - 57 34,5 00 43,5 Chỉ số acid (mg KOH/g) tiếp Bơ Nhiệt độ: Nhiệt độ trình xử lý nhiệt giữ 55-70°C đôi với chocolate không sữa 45-60°C đôi với chocolate sữa > Thời gian: Thời gian xử lý nhiệt từ vài đến vài ngày (tuỳ thuộc vào loại chocolate loại thiết bị khác nhau) > Hàm lượng lecithin: Hàm lượng lecithin cho phép sản phẩm không 0,5% cho vào khoảng trước kết thúc trình đảo trộn Một sô' châ't khác thêm vào nhằm làm tăng tính hoàn thiện cho chocolate như: ester sucrose làm giảm độ nhớt cho chocolate (Nakanishi đề nghị), ester sorbitan giúp chồng nở hoa chất béo giữ lại độ bóng râ't tô't 1.4 Hiện tượng nở hoa Đê’ đánh giá hiệu đảo trộn trình xử lý nhiệt, ta dựa vào thay đổi câu trúc sản phẩm cuồi trình bảo quản Nếu trình đảo trộn thực tô't sản phẩm cuô'i giữ nguyên câu trúc bóng láng bề chocolate Ngược lại, chocolate bị thay đổi câu trúc gây tượng nở hoa Hiện tượng nở hoa phân làm hai loại: nở hoa đường nở hoa châ't béo 1.4.1 Hiện tượng nở hoa đường > Nguyên nhân tượng hút ẩm phần tử đường bề mặt chocolate làm chúng hòa tan Sau đó, đường tái kết tinh lại bề mặt - 23 - Chương 1: Tổng quan giác trơn nhờn Ở mức độ cao, làm xuất tinh thể đường quan sát kính hiển vi hay kể mắt thường; trường hợp này, ấn tay vào ta có cảm giác thô rám Có thể phân biệt nở hoa đường nở hoa chất béo cách cho nước lên bề mặt sản phẩm Nếu nở hoa đường nước lan hòa tan tinh thể đường [14] > Các yếu tô" làm nở hoa đường: - Do bảo quản chocolate điều kiện môi trường ẩm cao - Do trình chế biến, ẩm không khí lạnh bám vào chocolate hay trình bao gói tiến hành nhiệt độ thấp điểm sương nhiệt độ phòng - Dùng nguyên liệu bao gói không kín có khả khuếch tán ẩm [14] > Để để tránh tượng nở hoa đường, ta phải xử lý ẩm từ khâu chế biến đến khâu bảo quản sản phẩm: - Trong trình chế biến, cần hạn chế chocolate tiếp xúc trực tiếp với nước tránh thực trình điều kiện ẩm cao - Trong trình xử lý nhiệt, cần thực loại ẩm cách triệt để Vì trình thực loại ẩm cuối quy trình nên việc loại ẩm vô quan trọng Độ ẩm cuối trình cần đạt từ 0.6-08% tránh tượng nở hoa đường - Trong trình bảo quản, cần chọn vật liệu bao gói có khả chông khuếch tán ẩm phù hợp bảo quản sản phẩm môi trường có độ ẩm thấp Ví dụ, điều kiện môi trường có độ ẩm tương đôi 60%, để đảm bảo chocolate 24 - - Chương 1: Tổng quan • >12 tháng -18°c 1.4.2 Hiện tượng nở hoa châ"t béo 1.4.2.1 Định nghĩa Sự nở hoa chất bco thay đổi cấu trúc chất béo chocolate Sự hình thay đổi cấu trúc quan sát bề mặt chocolate Chất béo bị nở hoa thường có hình dạng lõi lớn có kích thước khoảng 5|Lim, trắng nằm rải rác bề mặt chocolate Nở hoa chất béo tượng thường xảy đa sô" châ"t béo 1.4.2.2 Cơ chế Hiện tượng nở hoa châ"t béo nhận làm mâ"t bóng loáng, làm đục không phá vỡ bề mặt chocolate Nguyên nhân phát triển tinh thể lớn tạo nên pha chất béo chocolate Những tinh thể lớn gây nhiễu xạ, phân tán ánh sáng làm cho bề mặt sản phẩm bị sậm màu Sự hình thành pha có lý do: - Sự thay đổi câu hình - Sự thay đổi từ pha rắn sang hai pha (rắn + lỏng) - Sự biến đổi câu trúc từ pha rắn đồng nhâ"t sang trạng thái pha rắn không đồng -25 - Mẫu thử 23°c 10°c Chương 1: Tổng quan chocolate sữa V V Bảng 1.12: Quan sát thay đổi cấu hình tinh thể mẫu chocolate bảo quản vài năm (Cebula & Ziegleder) Sau bảo quản 3.5 năm Sau bảo quản năm 10°c 23°c 18°c Hình 1.11: Hiện tượng nở hoa chocolate Chocolate đen yj 1.4.2.3 Sự thay đổi cấu hình - Ớ nhiệt độ thấp (dưới 22°c): nhiệt độ chất béo tồn dạng rắn nhiều >ở dạng lỏng Chính tái kếtbéo tinhrấttạo -3 Chocolate sảnvậy, phẩm có trình hàm lượng caomầm nên tinh trongthể quádạng trình|3| tàng (VI) xảytrữ sản bên phẩm, tinh thể xảy ị3 -3 (V) tượng Do đó,nởsựhoa hìnhchất thành dàigiá hình thường béotinh làm thể giảm trị kim bị giới hạn không thấy có nở hoa chất béo trình tái kết tinh thành xảy phẩm Hiện tượng xảy trình làm dịu không tốt, gây thay > > đổi Năm 1998, Bricknell Hartel tiến hành thí nghiệm làm chocolate từ đường từ dạng tinh thể Ị3’-2 (IV) sang Ị3 -3 (V), hay Ị3| -3 (VI) không kết tinh Kết có sự2 thay đổi cấu hình từ dạng V sang dạng VI Tuy Năm 2001, Sato Koyano đưa chế chi tiết tượng nở hoa chất nhiên, bề mặt chocolate lại tượng nở hoa chất béo Điều béo [14] Họ cho tượng nở hoa chất béo thay đổi cấu hình dẫn đến kết luận rằng, để nở hoa chất béo xảy việc cần có thay theo đổi cấu hình chất béo, cần có chế thúc đẩy dịch chuyển chất hai cách, phụ thuộc vào nhiệt độ: béo lỏng25°C): lên bề mặt rắn nhằm tái tinh,tại tạo ởtinhtrạng thể dạng - Ớ nhiệt cao (trên nhiệt độ thúc này, đẩy chất béokếttồn thái kim trung gian (giữa pha lỏng pha rắn) Khi đó, phân tử triglycerides bề mặt tinh thể > Năm 1975, Adernier, Ollivon, Perron Chaveron cho thay đổi dạng [32 -3 (V) có xu hướng tan chảy thành dạng lỏng Trong pha lỏng, dang tinh thể không gây nở hoa chất bco triglycerides tái kết tinh thành dạng p -3 (V) ban đầu dạng Pi -3 (VI) bề mặt tinh thể p -3 (V) ban đầu bề mặt tinh thể đường Chính 27 26 - - Chương 1: Tổng quan Có thể giải thích tượng chuyển pha sau Khi nhiệt độ tăng, chất rắn tan chảy thành chất lỏng làm thể tích tăng đột ngột Điều làm sinh áp suất nén lớn bên lòng chất rắn, làm bề mặt chocolate bị vỡ hay có lỗ; từ pha lỏng thoát Vì vậy, pha rắn pha lỏng bị tách kết hợp lại ban đầu Khi nhiệt độ giảm, chất béo bề mặt kết tinh, làm nở hoa chất béo bề mặt 1.4.2.5 Cơ chế thay đổi câ'u trúc pha rắn > Thông thường, pha béo chocolate hình thành từ nhiều chất béo khác (ví dụ: 15% bơ ca cao + 85% chất béo lauric hay 30% bơ ca cao + 70% chất béo dạng trans) Khi tiến hành sản xuất chocolate, loại chất béo trộn lẫn vào tạo thành pha đồng Tuy nhiên, việc đồng không tốt trình tàng trữ từ vài tuần đến vài tháng, hợp chất béo trở lại trạng thái cân ban đầu chúng làm cho chocolate có thành phần riêng rẽ không đồng Và sau vài tuần sau chất béo đạt trạng thái cân bằng, pha rắn ban đầu chuyển thành hai pha rắn nở hoa xuất > Để hạn chế tượng này, khâu xử lý nhiệt, ta phải thực việc đồng hóa thật tốt khôi chocolate Khi đó, chất béo khác điều kiện để trở lại trạng thái ban đầu nở không xảy 1.4.3 Biện pháp tránh nở hoa chất béo > Điều chỉnh nhiệt độ kho bảo quản: nhiệt độ thấp (thường < 15°C) thay 28 - - Chương 1: Tổng quan quan trọng Sự nở hoa thường xảy chế thứ ba gây Do đó, ta nên lựa chọn công thức phôi trộn phù hợp > Dùng chất ức chế nở hoa chất béo: - Trong sản xuất chocolate, người ta thường cho 1-2 % bơ sữa vào chocolate chất béo có ảnh hưởng tốt đốì với thay đổi từ dạng V sang Vĩ theo chế thứ Nguyên nhân chất béo sữa có thành phần có nhiệt độ nóng chảy cao bơ ca cao, nên có khả chông lại nở hoa chất béo Phần cất từ chất béo sữa có nhiệt độ nóng chảy cao có khả chông lại nở hoa chất béo tốt so với thân chất béo bơ sữa; ngược lại phần chiết có nhiệt độ nóng chảy thấp lại gây tượng nở hoa chất béo Vì chúng hạ thấp nhiệt độ nóng chảy bơ ca cao Do đó, chocolate dễ bị tan chảy dẫn đến nở hoa chất béo Chất béo sữa hydro hóa có khả chông lại nở hoa chất béo tốt chất béo sữa chưa qua hydro hóa (Campell, Andersen & Keeney, 1969; Hendrickx, de moor, 1971) - Ngoài ra, để chông lại nở hoa chất béo, ta sử dụng triglycerides Khi cho thêm 10% StSlO (Oleodistearin) vào bơ ca cao có tác dụng làm - 29 - Chương 1: Tổng quan IMI KACI IONS lflCTrW|iIiM FA1S, UIJOOM AM) KAS< Hình 1.12: Đồ thị biểu diễn thay đổi trạng thái cấu trúc chocolate theo thành phần phần trăm chất béo lauric nhiệt độ - Hiện tượng nở hoa chất béo giả tượng xảy bảo quản chocolate nhiệt độ thấp 10°c tượng nở hoa xảy mãnh liệt nhiều ngày Tuy nhiên, nhiệt độ tăng đến nhiệt độ phòng nở hoa biến mất, bề mặt trở lại bóng loáng nở hoa không xuất bảo quản nhiệt độ thấp Có thể giải thích tượng sau: hạ nhiệt độ xuống 10°c trạng thái hợp chất béo vượt qua đường hoà tan chuyển qua vùng trạng thái hai chất rắn gây tượng nở hoa ảo (hình 1.12) Sau đó, nâng nhiệt độ hoa béo tan chảy, lan thành lớp phim mỏng kết tinh thành tinh thể nhỏ tạo 30 - - Chương 1: Tổng quan Nếu sử dụng bơ ca cao (dạng VI) với thành phần StOSt(|3|) (oleodistearin), BOB(pseudo-P ) (oleodidibehenin), BOB(Ị32) StStSt(P) (tristearin) thường làm tăng tốc độ kết tinh chocolate đcn Sự diện nhiều loại chất béo hỗn hợp dễ gây tượng nở hoa chất béo Nguyên nhân chất béo có nhiệt độ tan chảy thấp dễ dàng tan chảy kết tinh trở lại trạng thái ban dầu lúc chưa đồng hoá Như vậy, hỗn hợp chocolate bị thay đổi cấu trúc nở hoa xảy Riêng đôi với tryglycerides BOB xem thành phần có nhiệt độ nóng chảy cao xem tác nhân mầm tinh thể có khả chông lại nở hoa chất béo Cho % BOB vào chocolate tăng nhiệt độ lên 40°c, BOB trạng thái rắn Vì vậy, BOB đóng vai trò mầm tinh thể tiến hành tái kết tinh chocolate Do đó, mà chocolate có chứa BOB luôn kết tinh dạng V tượng nở hoa không xảy Tuy nhiên, BOB có giá thành đắt nên nước giới sử dụng BOB công nghệ sản xuất chocolate > Làm dịu chocolate đến dạng VI: làm dịu chocolate đến dạng tinh thể VI Khi đó, cấu hình chocolate dạng ổn định nở hoa chế thứ không xảy Tuy chocolate không nở hoa, điểm nóng chảy chocolate cao mức bình thường nên chocolate ngon -31 - [...]... lượng phenol ban đầu của ca cao trước quá trình xử lý nhiệt càng thấp Vì vậy, chocolate được tạo ra sẽ ít chát hơn 1.3.4.3 Nhiệt độ Nếu nhiệt độ cao, các phản ứng tạo màu, mùi của chocolate được thúc đẩy Do đó, rút ngắn thời gian đảo trộn nhiệt, làm giảm độ nhớt của chocolate Ngược lại, nếu nhiệt độ quá thấp, thời gian xử lý nhiệt sẽ kéo dài 1.3.4.4 Ắp suất Nếu quá trình được thực hiện ở áp suất chân... hiện quá trình trong điều kiện ẩm cao - Trong quá trình xử lý nhiệt, cần thực hiện loại ẩm một cách triệt để Vì đây là quá trình thực hiện loại ẩm cuối cùng của quy trình nên việc loại ẩm là vô cùng quan trọng Độ ẩm cuối của quá trình cần đạt từ 0.6-08% thì sẽ tránh được hiện tượng nở hoa đường - Trong quá trình bảo quản, cần chọn vật liệu bao gói có khả năng chông khuếch tán ẩm phù hợp và bảo quản sản. .. nghệ > Nhiệt độ: Nhiệt độ của quá trình xử lý nhiệt được giữ ở 55-70°C đôi với chocolate không sữa và 45-60°C đôi với chocolate sữa > Thời gian: Thời gian xử lý nhiệt từ vài giờ đến vài ngày (tuỳ thuộc vào loại chocolate và loại thiết bị khác nhau) > Hàm lượng lecithin: Hàm lượng lecithin cho phép trong sản phẩm là không quá 0,5% và được cho vào khoảng một giờ trước khi kết thúc quá trình đảo trộn Một... thì chocolate sẽ có màu đỏ 1.3.4.6 Phương pháp thực hiện Nếu trước quá trình xử lý nhiệt ta sấy khô khôi chocolate (dry conching) để giảm lượng ẩm trong khôi chocolate thì có thể giảm bớt thời gian xử lý nhiệt -22 - Chương 1: Tổng quan 1.3.4.7 Thiết bị Tùy vào cấu tạo và kết cấu của từng loại thiết bị mà ảnh hưởng nhất định đến chất lượng cũng như thời gian xử lý nhiệt 1.3.5 Thông sô' công nghệ > Nhiệt. .. môi trường ẩm cao - Do quá trình chế biến, ẩm trong không khí lạnh bám vào chocolate hay quá trình bao gói tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn điểm sương của nhiệt độ phòng - Dùng nguyên liệu bao gói không kín có khả năng khuếch tán ẩm [14] > Để để tránh hiện tượng nở hoa đường, ta phải xử lý ẩm ngay từ khâu chế biến đến khâu bảo quản sản phẩm: - Trong quá trình chế biến, cần hạn chế chocolate tiếp xúc trực... tính hoàn thiện cho chocolate như: ester sucrose làm giảm độ nhớt cho chocolate (Nakanishi đề nghị), ester sorbitan giúp chồng nở hoa chất béo và giữ lại độ bóng râ't tô't 1.4 Hiện tượng nở hoa Đê’ đánh giá hiệu quả đảo trộn của quá trình xử lý nhiệt, ta có thể dựa vào sự thay đổi câu trúc của sản phẩm cuồi cùng trong quá trình bảo quản Nếu quá trình đảo trộn thực hiện tô't thì sản phẩm cuô'i cùng... với không khí Trong quá trình xử lý nhiệt, hàm lượng các polyphenol sẽ giảm dần theo thời gian Sự giảm này có thể xảy ra theo hai chiều hướng Trong điều kiện yếm khí, các polyphenol sẽ bị ngưng tụ tạo thành các ílobalen có màu nâu sẫm Ngược lại, trong điều kiện hiếu khí, các polyphenol sẽ bị oxi hóa tạo thành các octoquinon có màu đỏ Vì vậy, nếu trong điều kiện xử lý nhiệt, nếu khôi chocolate tiếp... 10°c 23°c 18°c Hình 1.11: Hiện tượng nở hoa ở chocolate Chocolate đen yj 1.4.2.3 Sự thay đổi cấu hình - Ớ nhiệt độ thấp (dưới 22°c): ở nhiệt độ này chất béo tồn tại ở dạng rắn nhiều hơn >ở dạng lỏng là Chính quá tái kếtbéo tinhrấttạo -3 Chocolate một vì sảnvậy, phẩm có trình hàm lượng caomầm nên tinh trongthể quádạng trình| 3| tàng (VI) xảytrữ ra sản bên phẩm, trong tinh thể xảy ị3 2 ra -3 hiện (V) tượng... rang nhẹ (149-163°C) thì nồng độ phenol ban đầu quá trình xử lý nhiệt là 21.3 phenol/lOOg chocolate Khi tiến hành quá ỊLig trình đảo trộn trong 44h thì giá trị này mới giảm xuống còn một nửa là 10.9pg phenol/lOOg chocolate So với chế độ rang đậm (204-21 8°C) thì hàm lượng phenol ban đầu đã ở giá trị là 10.3pg phenol/lOOg chocolate Như vậy, nếu ta rang hạt ở nhiệt độ càng cao thì phản ứng ngưng tụ phenol... thái cấu trúc của chocolate theo thành phần phần trăm của chất béo lauric và nhiệt độ - Hiện tượng nở hoa chất béo giả là hiện tượng xảy ra khi bảo quản chocolate ở nhiệt độ thấp hơn 10°c thì hiện tượng nở hoa xảy ra mãnh liệt trong nhiều ngày Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng đến nhiệt độ phòng thì sự nở hoa biến mất, bề mặt trở lại bóng loáng và sự nở hoa không xuất hiện nữa khi bảo quản ở nhiệt độ thấp Có ... gia nhiệt mềm cerol polyricinoleate 5g/kg hòa tan tcít chất béo Nó có khả tạo lớp mỏng bề mặt Đường đượcnghệ sử dụng chủ chocolate, yếu trongquá sảntrình xuất xử chocolate dạng Trong công sản xuất. .. trước xử lý nhiệt [7] Vì vậy, mùi vị chocolate trở nên hài hòa 1.3.3 Độ đảo trộn nhiệt (conching degree) > Khái niệm: độ đảo trộn nhiệt hiểu thước đo chất lượng mà trình xử lý nhiệt tạo cho chocolate. .. cao bơvào ca khôi cao Trong hệ đảo trộn Thời gian đảo trộn (h) nhiệt. cần Đây thành phần gây v trình chát sản cho xuất chocolate Vì vậy, đóng trình vậy, chúng bỏ trình xử lýk nhiệt chúng thành lớp