CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN BỘT CA CAO

BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn MỤC LỤC -1- BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn DANH MỤC HÌNH Hình 1: Hạt ca cao .6 Hình 2: Sản lượng ca cao nước qua năm 1990 – 2005 Hình 3: Biểu đồ thể sản lượng ca cao Thế giới năm 2007 (%) Hình 4: Tiêu thụ ca cao giới năm 2007 Hình 5: Giống ca cao Forastero 11 Hình 6: Sơ đồ quy trình công nghệ 13 Hình 7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm 14 Hình 8: Sơ đồ nguyên lý thiết bị rang dạng thùng quay 17 Hình 9: Cấu tạo thiết bị rang thùng quay 18 Hình 10: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục 19 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý hệ thống tách vỏ .20 Hình 12: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục bánh 22 Hình 13: Sơ đồ nguyên lý thiết bị kiềm hóa 24 Hình 14: Sơ đồ nguyên lý thiết bị ép bơ 26 Hình 15: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền búa 28 Hình 16: Cấu tạo thiết bị rây 30 Hình 17: Thiết bị bao gói 32 Hình 18: Sơ đồ quy trình công nghệ .33 Hình 19: Sơ đồ cấu tạo hệ thống xử lý nhiệt hồng ngoại 35 Hình 20: Sơ đồ nguyên lý thiết bị rang liên tục 39 Hình 21: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền nhiều trục 41 Hình 22: Màu sắc sản phẩm bột cacao khác 44 -2- BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Những đặc tính nhóm ca cao Bảng 2: Thành phần hóa học hạt ca cao tươi .7 Bảng 3: Thành phần hóa học hạt ca cao đầu vào (theo ICCO) 12 Bảng4: Nhiệt độ thời gian tối ưu để hình thành số tiêu cảm quan 17 Bảng 5: Sự ảnh hưởng nồng độ kiềm đến chất lượng ca cao thành phẩm 25 Bảng 6: Đánh giá ưu, nhược điểm trình 42 Bảng 7: Đánh giá ưu, nhược điểm quy trình 43 Bảng 8: Một số tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao có kiềm hoá .45 Bảng 9: Một số tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao 10 – 12% bơ có kiềm hoá công ty American Health and Nutrition 46 Bảng 10: Thành phần dinh dưỡng bột ca cao loại N-11-N theo ICCO (tính g/100 g bột ca cao thành phẩm) 47 Bảng 11: Thành phần vitamin bột ca cao loại N-11-N theo ICCO 47 Bảng 12: Thành phần khoáng bột ca cao loại N-11-N theo ICCO 48 -3- BỘT CA CAO PHẦN – TỔNG I PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CA CAO Một số đặc điểm ca cao Ca cao thuộc họ Sterculiaceae, giống Theobroma, loài Ca cao, có nguồn gốc từ miền nam Châu Phi Hoa nhỏ, đường kính khoảng 15mm, có màu vàng, đỏ, trắng hay tím tùy theo loài Hoa mọc trực tiếp từ thân cành, thuộc loại lưỡng tính thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng 0,5% hoa nở tạo quả, 90% non bị khô rụng Hình dạng chung ca cao: • Quả ca cao đạt chiều dài 15 – 20cm, khối lượng khoảng 200g tùy giống Tùy theo loài mà hình dạng trái có khác (dài, tròn bầu dục) Màu sắc trái đa • dạng: đỏ, xanh hay vàng Quả ca cao có chứa từ 25 đến 80 hạt Hạt ca cao có hình trứng, dẹt thường có màu tím hoa cà đỏ nhạt Vỏ hạt gồm có phần vỏ ngoài, mỏng dễ vỡ gọi vỏ cứng phần vỏ lụa trông mỏng có màu trắng mỡ bọc lấy lõi hạt ăn vào phần lõi hạt, chia lõi hạt • thành ô góc cạnh Hạt ca cao hạt nhân, mập, dài – 3cm, có lớp nhầy màu trắng, có vị • chua bao quanh Hai phôi nhũ phôi màu sắc thay đổi từ trắng Criollo sang tím đậm Forastero qua màu trung gian giống lai Trinitario chiếm toàn thể tích hạt Phôi nhũ có nhiều nếp nhăn gồm nhiều thùy chồng lên nhau, quanh chúng có màng mỏng trong, bóng bao bọc Chúng nối liền phía gốc rễ dài 6-7 mm mầm thô sơ cặp vào có thùy bao quanh để tạo thành mầm hạt ca cao Hình 1: Hạt ca cao -4- BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Có chủng ca cao chủ yếu là: Forastero, Criollo Trinitario.Trồng phổ biến Đặc điểm Dạng Criollo Dài, thuôn, nhọn Forastero Tròn, bầu dục Trinitario Dài Sống đầu Nhọn, rãnh sâu Trơn, không rãnh Rãnh sâu không rõ nét Mỏng, mềm, mô sâu Cứng, dày, nhiều Hầu hết cứng gỗ chất gỗ Màu sắc Vàng-đỏ, đốm Xanh vàng Không định Hoa nâu nhỏ Nhụy hồng nhạt Nhụy màu tím có xanh có đỏ Hạt 20 – 40 hạt 30 – 60 hạt Nhiều 40 hạt Kết cấu vỏ là: Criollo Forastero Trinitario kết lai tạo giống Bảng 1: Những đặc tính nhóm ca cao Bảng 2: Thành phần hóa học hạt ca cao tươi STT Thành phần (%w/w) Phôi nhũ Cùi Nước 35 84,5 Cellulose 3,2 Tinh bột 4,5 Pentosan 4,9 2,7 nhũ Saccharose 0,7 hàm Glucose + Fructose 1,1 10 lượng Bơ ca cao 31,3 Protein 8,4 0,6 ca cao Theobromine 2,4 cao, 10 Enzym 0,8 Polyphenol 5,2 hạt có 11 12 Acid 0,6 0,7 13 Muối khoáng 2,6 0,8 chất nhầy Bơ ca cao chiếm khoảng 31,3% khối lượng phôi Vỏ hạt 9,4 13,8 Phôi 46 có bơ 3,8 18 vỏ 0,8 8,2 nhũ Bơ ca cao chủ yếu chứa triglyceride glycerol acid béo không no Bơ ca cao nóng chảy nhiệt độ 16 – 37 oC, tùy thuộc vào dạng tinh thể chất béo tạo thành trình kết tinh Bơ ca cao chiết từ hạt ca cao có dạng tinh thể nhỏ màu trắng có mùi thơm đặc trưng Bơ ca cao góp phần mùi vị cho ca cao -5- BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Chất nhầy có chứa hàm lượng đường (glucose, fructose, sucrose) nước cao Ngoài ra, có lượng acid citric làm cho pH chất nhầy ổn định 3,5 Protein vỏ chiếm 18%, cùi 0.6% phôi nhũ: 8.4% Thành phần protein chiếm nhiều ca cao albumin globulin Một thành phần quan trọng khác ca cao alkaloid Alkaloid điển hình ca cao Theobromine (3,7-dimethylxanthine) Nó chất kích thích nhẹ, tạo cảm giác hưng phấn cho thể người Cường độ kích thích Theobromine thấp caffein nhiều Trong ca cao, hàm lượng Theobromine dao động khoảng – 4%(w/w) Trong ca cao có chứa caffein hàm lượng thấp (0 – 2%) so với cà phê Sản lượng ca cao giới Hình 2: Sản lượng ca cao nước qua năm 1990 – 2005 -6- BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 3: Biểu đồ thể sản lượng ca cao Thế giới năm 2007 (%) Hình 4: Tiêu thụ ca cao giới năm 2007 -7- BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ca cao Việt Nam Ở Việt Nam, ca cao du nhập từ sớm theo chân nhà truyền giáo phương Tây phát triển chậm thời gian gần Hiện tại, ca cao trồng rộng rãi nhiều nơi: Tây Nguyên, số tỉnh vùng Đồng sông Cửu Long, Bà Rịa-Vũng Tàu, Bình Phước Trong đó, vùng Tây Nguyên đánh giá có điều kiện lý tưởng cho phát triển ca cao Ở đây, theo nghiên cứu thống kê hoa cho quanh năm, sản lượng bình quân đạt kg hạt khô/1 năm tuổi Năm 2009, sản lượng ca cao Việt Nam đạt 1000 hạt khô Trong đó, ĐakLak chiếm 33%, Bến Tre 25%, Bà Rịa-Vũng Tàu 17%, Tiền Giang 5% Bình Phước 2% Về định hướng phát triển ca cao nước ta thời gian tới, theo mục tiêu Bộ Nông Nghiệp Phát triển Nông thôn phát triển bền vững ca cao Việt Nam nhằm tăng khối lượng sản phẩm hàng hóa, tăng hiệu kinh tế đơn vị diện tích đất, nâng cao thu nhập cho người dân bảo vệ môi trường Cụ thể, đến năm 2015, dự kiến diện tích trồng ca cao đạt 60 000 ha, có 35.000 kinh doanh, suất bình quân 15 tạ/ha, sản lượng hạt khô đạt 52.000 tấn, kim ngạch xuất đạt 50 – 60 triệu USD Đến năm 2020, dự kiến diện tích đạt 80.000 ha, có 60.000 kinh doanh, suất bình quân 18 tạ/ha, sản lượng hạt khô 108.000 tấn, kim ngạch xuất đạt 100 – 120 triệu USD Loại ca cao đề suất Trong sử dụng chủng ca cao Forastero chủng phổ biến Việt Nam • Nguồn gốc: khu vực thượng lưu Amazon (Ecuador Venezuela) • Đặc điểm: có sản lượng cao khả chịu bệnh • Hình dạng: vỏ Forastero thường có màu xanh hay ôliu, chín có màu vàng Trái có rãnh, bề mặt trơn, đỉnh tròn Vỏ dày khó cắt có nhiều chất gỗ • Hạt giống: hạt ca cao Forastero có hình dạng phẳng, lép, tử diệp có màu tím đậm, lúc tươi có vị chát hay đắng -8- BỘT CA CAO • PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hương vị: mang mùi thơm vị đắng đặc trưng, hương vị đậm nó, hạt ca cao Forastero chủ yếu sử dụng để pha trộn • Địa lý: phân bố rộng rãi ca cao, đặc biệt châu Phi (Ghana, Bờ Biển Ngà, Brazil,…) Ở nước ta trồng Vĩnh Long, Tiền Giang, Buôn Ma Thuộc • Sản xuất: 85% sản lượng giới Hình 5: Giống ca cao Forastero Tuy nhiên, việc phân loại ca cao dựa vào hình dạng bên mà phải tách phân loại chủng riêng biệt -9- BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn TIÊU CHÍ LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU II Ca cao hạt phân loại theo trọng lượng (thường trọng lượng 100 hạt/110g) theo hàm lượng hạt không đạt yêu cầu hay hạt khuyết tật, hạt bị mốc, chưa lên men, hạt bị sâu bọ công, hạt bắt đầu nảy mầm, hạt lép (không có nhân bên trong)… Để kiểm tra hạt có khuyết tật hay không, người ta sử dụng phép kiểm tra vết cắt Người ta sử dụng cách để đánh giá mức độ lên men hạt ca cao Một số tiêu chí chọn hạt ca cao nguyên liệu sau: • Hạt phải lên men hoàn toàn • Hàm ẩm hạt không phép vượt 7,5% • Hạt phải đồng kích cỡ, hạt dính đôi, dính ba • Nguyên liệu không chứa hạt mốc: hàm lượng hạt mốc lên đến 3% tạo mùi mốc khó chịu cho bột ca cao thành phẩm • Hạt không bị côn trùng công: côn trùng làm tổn thất nguyên liệu, gây nhiễm bẩn chất thải chúng • Nguyên liệu không chứa hạt nảy mầm trước lên men hạt nảy mầm sau sấy khô, mầm bị tách ra, tạo lỗ hổng khiến cho côn trùng nấm mốc dễ dàng thâm nhập vào nguyên liệu Nguyên liệu không chứa hạt nám, ám khói, hạt lép loại tạp chất lạ (như mạt sắt,…) • Khối lượng nhân bên hạt tiêu quan trọng: hạt phải chắc, chứa nhiều nhân bên Bên cạnh đó, hàm lượng bơ có ý nghĩa định quy trình sản xuất (tuỳ thuộc vào yêu cầu nhà sản xuất) • Hạt mùi lạ mùi khói, mùi mốc mùi lên men, vị lạ chua acid, đắng gắt, vị khé hay vị lạ khác Bảng 3: Thành phần hóa học hạt ca cao đầu vào (theo ICCO) Thành phần Bơ ca cao Protein 10 Phôi nhũ (%) 54 12-14 Vỏ (%) 3.76 15.58 Mầm (%) 2.96 28.8 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Sau làm sạch, hạt ca cao qua sàn phân loại để phân riêng hạt bị bể vỏ với hạt nguyên Những hạt bị bể không qua thiết bị xử lý hồng ngoại mà trực tiếp vào thiết bị tách vỏ (vì xử lý hồng ngoại phần chất khô nội nhũ hạt bị tổn thất) Hạt ca cao nguyên đưa vào thiết bị thông qua phễu vít điều Thùng rang xoay quanh trục cố định để gia nhiệt đồng Khi trống quay, khối hạt chuyển động theo gờ qua vùng có chiếu tia hồng ngoại theo chu kỳ quay trống Dưới tác dụng tia hồng ngoại vỏ ca cao làm nóng nhanh chóng nước vỏ nội nhũ bốc làm phồng vỏ tạo điều kiện cho việc tách vỏ sau dễ dàng Nếu độ ẩm hạt nước phun sương lên bề mặt hạt đến mức cần thiết trước xử lý nhiệt Thông qua khối lượng phễu tháo liệu điều khiển tự động ta điều chỉnh tốc độ vít điều tiết lưu lượng khối hạt trống ổn định Khí thải hút quạt ly tâm đưa qua cyclone thu hồi bụi, sau dùng nước để lấy phần bụi lắng đáy cyclone thông qua ống xyphon Chất lượng trình định tốc độ quay trống, thời gian lưu hạt vị trí chiếu tia hồng ngoại 1.4 Thông số công nghệ Thời gian rang thay đổi từ 10 – 12 phút, tuỳ thuộc vào cấu tạo thiết bị khối lượng mẻ - Nhiệt độ hạt: 135oC - Tốc độ dòng khí 1m/s Quá trình kiềm hoá Đây trình kiềm hoá nhân ca cao tác dụng nhiệt độ tác nhân kiềm hoá dung dịch K2CO3 Nhân ca cao nhúng ngập dung dịch kiềm khuấy đảo liên tục 2.1 Mục đích Chế biến hoàn thiện: tương tự quy trình 34 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trong trình kiềm hóa ca cao khối, bơ ngăn cản phản ứng hóa học xảy dung dịch kiềm hạt ca cao Vì trình kiềm hoá nhân ca cao giúp tăng khả tiếp xúc kiềm nhân ca cao Đối với kiềm hóa dạng nhân cần nhiều nước nhiệt độ ôn hòa ÷ (80 85oC) 2.2 Các biến đổi xảy Tương tự quy trình 2.3 Thiết bị 2.3.1 Cấu tạo thiết bị Tương tự trình kiềm hoá nhân, ta sử dụng thiết bị kiềm hoá dạng hình trụ, đáy côn, có cánh khuấy 2.3.2 Nguyên lý hoạt động Nhân ca cao đưa vào bồn nhập liệu Tín hiệu khối lượng truyền sang phận chuẩn bị dung dịch kiềm hoá Theo công thức lập trình sẵn, dung dịch kiềm hoá chuẩn bị cách tự động, nồng độ kiềm điều chỉnh phù hợp Sau đạt yêu cầu cần thiết, toàn nhân ca cao đưa xuống thùng khuấy Cánh khuấy hình xoắn ốc hoạt động suốt trình kiềm hoá có tác dụng đảo trộn toàn mẻ Tùy theo yêu cầu sản phẩm mà trình kiềm hoá bao gồm giai đoạn sau: Đầu tiên, nhân gia nhiệt thông qua đường nước vào vỏ áo thiết bị Sau đạt nhiệt độ cần thiết dung dịch kiềm đưa vào bồn khuấy Thiết bị làm việc chế độ: áp suất thường cao áp Không khí ổn định nhiệt độ thiết bị gia nhiệt bơm vào bồn khuấy suốt trình phản ứng Nếu làm việc áp suất cao van thông áp đóng lại sau kết thúc trình ta cần điều chỉnh van để giảm áp suất từ từ trước tháo sản phẩm 2.4 Thông số công nghệ 35 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bằng thực nghiệm người ta xác định rằng: thời gian tối đa mà kiềm khuếch tán hoàn toàn vào nhân ca cao khoảng 60 phút 80oC Quá trình rang nhân ca cao 3.1 Mục đích công nghệ − Chuẩn bị: tăng độ phồng nở hạt, thay đổi cấu trúc để trình nghiền ép bơ tiếp sau thuận lợi − Chế biến: trình rang ca cao tạo biến đổi cần thiết để hình thành nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm ca cao Quá trình quan trọng có ảnh hưởng định sản phẩm bột ca cao sản phẩm khác từ ca cao − Bảo quản: trình rang có tác dụng giảm hàm ẩm góp phần vô hoạt enzyme tiêu diệt vi sinh vật có hại, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm 3.2 Các biến đổi xảy − Vật lý: Dưới tác dụng nhiệt độ, nhân ca cao trở nên giòn độ bền giảm − Hóa lý: Dưới tác dụng nhiệt độ: • Một phần nhỏ chất béo bị hóa lỏng • Hơi nước chất dễ bay khác bị thất thoát, riêng acid acetic bị bay làm tăng giá trị cảm quan sản phẩm − Hóa học: • Giảm khối lượng chất khô phản ứng hóa học hình thành nên • chất bay chúng bị thoát khỏi khối ca cao Phản ứng thủy phân, đặc biệt thủy phân lipid tạo cấu tử tiền hương • • cho sản phẩm bột ca cao Phản ứng Maillard hình thành hương vị đặc trưng cho sản phẩm bột ca cao Phản ứng oxy hóa khử diễn mạnh, đặc biệt phản ứng oxy hóa khử hớp chất polyphenol • − 36 Phản ứng nhiệt phân Hóa sinh sinh học: enzyme vi sinh vật bị vô hoạt nhiệt độ cao BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 3.3 Thiết bị 3.3.1 Cấu tạo thiết bị Hình 20: Sơ đồ nguyên lý thiết bị rang liên tục Thiết bị sử dụng thiết bị rang liên tục 3.3.2 Nguyên lý hoạt động 37 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Không khí quạt đưa vào thiết bị, qua caloriphe trở thành không khí nóng – tác nhân nhiệt cho trình rang Dòng ca cao sau qua phễu nhập liệu, theo đường ống lưới gặp tác nhân nhiệt thực trình rang 3.4 Thông số công nghệ − − Nhiệt độ rang: 80 – 140°C Thời gian: 30 – 50 phút − Độ ẩm hạt sau rang – 5% Quá trình nghiền 4.1 Mục đích − Chế biến: hạt ca cao sau trình nghiền trở thành dạng paste gọi ca cao khối, nguyên liệu để sản xuất bột ca cao Ca cao khối có gần 55% bơ ca cao dạng huyền phù, pha lỏng bơ ca cao, pha rắn bột ca cao So với hạt ca cao nhân ban đầu sản phẩm sau nghiền có biến đổi sâu sắc kích thước tính chất − Chuẩn bị: sau nghiền thu ca cao khối dạng paste, bước chuẩn bị thuận lợi hổ trợ cho trình ép bơ 4.2 Các biến đổi xảy Vật lý: • Hạt bị giảm kích thước tế bào bị xé vỡ Đây biến đổi có lợi, kích thước hạt nhỏ kiềm hóa dễ sản phẩm ca cao mịn đẹp • Nhiệt độ tăng: qúa trình nghiền sinh lực ma sát làm khối hạt ca cao nóng lên Xét giới hạn biến đổi có lợi: giúp ta tiết kiệm phần chi phí lượng ta lợi dụng lượng để tăng nhiệt độ nhiệt độ nóng chảy bơ ca cao để sau nghiền thô ta dịch ca cao sệt Nhưng cần khống chế nhiệt độ trình nghiền giới hạn định, không để nhiệt độ tăng lên cao gây tác dụng bất lợi làm sậm màu sản phẩm… Hóa lý: 38 BỘT CA CAO • PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Sau tế bào bị nghiền xé chất tế bào bơ ca cao giải phóng Đây biến đổi có lợi sau chất bên tế bào thoát thuận lợi cho qúa trình ép • Có thay đổi pha khối ca cao trước sau nghiền, ban đầu dạng rắn chuyển sang dạng huyền phù Đây biến đổi có lợi dạng huyền phù giúp cho trình kiềm hóa thực dễ dàng 4.4 Thiết bị 4.4.1 Cấu tạo thiết bị Hình 21: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền nhiều trục 39 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thiết bị nghiền sử dụng gồm năm trục hình trụ, bề mặt nhẵn, có đường kính nối tiếp Khoảng cách khe hẹp cặp trục giảm dần theo chiều từ vùng nhập liệu đến vùng tháo sản phẩm 4.4.2 Nguyên lý hoạt động Thiết bị nghiền có năm trục quay, hai trục nối tiếp thỉ quay ngược chiều Hạt ca cao đưa vào thiết bị lần lượi bị kéo nén trục để biến đổi kích thước từ nhân ca cao thành đạng paste Tốc độ quay trục tăng dần từ cửa nhập liệu xuống cửa tháo sản phẩm 4.4.3 Thông số công nghệ − − − Độ ẩm vào: – 2,5% Nhiệt độ nghiền: 35 – 37oC Kích thước hạt sau nghiền: 200 – 300μm C - SO SÁNH ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HAI QUY TRÌNH Bảng 6: Đánh giá ưu, nhược điểm trình Quá trình Xử lý nhiệt • Quy trình Rang Quy trình Xử lý nhiệt tia hồng ngoại Ưu điểm: Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, dễ thực • Thời gian xử lý ngắn • Ít tổn thất bơ ca cao • Vỏ hạt căng phồng lên làm cho việc tách vỏ giai đoạn sau dễ dàng hiệu Nhược điểm: • • Tính chất hạt ca cao sau rang• Tốn thêm chi phí đầu tư không đồng lượng cho thiết bị hồng ngoại Có khuếch tán phần bơ ca cao vỏ (ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi bơ ca cao (nếu có)) • 40 Nhược điểm: Tốn thêm chi phí lượng BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn không cần thiết làm nóng vỏ rang • Kiềm hóa Tốn thời gian rang theo mẻ Kiềm hóa ca cao khối Kiềm hóa ca cao mảnh Ưu điểm: Ưu điểm: • • Ca cao hòa trộn đồng vào• Kiềm thấm dần vào nhân nên tiếp dung dịch kiềm nên thời gian xúc kiềm ca cao hiệu kiềm hoá ngắn Độ ẩm giảm nhiều trình nghiền thuận lợi • Được sử dụng phân bố kích thước chất lượng không hạt đồng Nhược điểm: Nhược điểm: Kiềm phản ứng với bơ tạo sản• Thời gian kiềm hoá kéo dài đủ • • phẩm phụ để thẩm thấu dịch kiềm vào nhân Độ nhớt khối ca cao lớn vì• Tốn nhiều kiềm khó nhập liệu • Đòi hỏi đồng kích thước • Nhiệt độ kiềm hóa cao 110-115 C khối lượng nhân ca cao • Phản ứng tạo hương diễn mạnh• Nhiệt độ kiềm hóa thấp 80-85oC o Bảng 7: Đánh giá ưu, nhược điểm quy trình Ưu điểm: • Thiết bị đơn giản, rẻ tiền • Ít tổn thất cấu tử hương • Chất béo bị oxy hóa • Bột ca cao màu nhạt Ưu điểm: • Thời gian thực ngắn • Tiết kiệm chi phí lượng Nhược điểm: • Thời gian thực dải • Chi phí lượng cao 41 Nhược điểm: • Thiết bị phức tạp, đắt tiền • Tổn thất cấu tử hương nhiều • Chất béo bị oxy hóa nhiều BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn • Bột ca cao sậm màu PHẦN – BỘT CA CAO THÀNH PHẨM  Phân loại bột ca cao thành phẩm: Sản phẩm bột ca cao phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo hàm lượng béo (chủ yếu bơ ca cao), theo màu sắc, theo hương vị, theo phương pháp chế biến (loại có kiềm hoá không kiềm hoá)… Tuy nhiên, ta đề cập đến khoá phân loại theo hàm lượng béo cách phổ biến chuẩn hoá theo tiêu chuẩn Codex Theo khoá phân loại này, ta có dạng sản phẩm sau: • Bột ca cao hàm lượng béo cao: ≥ 20% bơ ca cao • Bột ca cao hàm lượng béo trung bình: 10 – 20% bơ ca cao • Bột ca cao hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ ca cao Ngoài ba dạng sản phẩm trên, nhà sản xuất có thêm dạng sản phẩm đặc biệt khác như: bột ca cao hàm lượng béo thấp (≤ 0,5% bơ ca cao) Bột ca cao thành phẩm có chất lượng tuỳ thuộc vào nguyên liệu, công nghệ sản xuất yêu cầu đặt (về màu sắc, hương vị, hàm lượng bơ ca cao…) Trong tiểu luận này, nhóm em đề xuất sản xuất bột ca cao có hàm lượng béo trung bình với bột ca cao có màu vàng nâu  Một số tiêu quan trọng cần ý: • Màu sắc mùi vị hai yếu tố chất lượng quan trọng bột ca cao, thường đánh giá phép thử cảm quan cho điểm khó để mô tả chúng ngôn ngữ Bột ca cao thường có màu từ nâu đen đến đỏ Tuỳ vào yêu cầu sản phẩm mà màu sắc bột ca cao có quan trọng hay không để lựa chọn cho phù hợp Về mặt mùi vị bột ca cao phải có hương vị ca cao tự nhiên người tiêu dùng chấp nhận, không lẫn vị lạ khác gây khó chịu 42 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 22: Màu sắc sản phẩm bột ca cao khác • Độ mịn: khả hoà tan nước bột ca cao thấp nên bột mịn tính hoà tan tăng khả lắng chậm hệ huyền phù Bên cạnh đó, bột mịn tạo màu sắc đồng cho sản phẩm • Hàm lượng bơ ca cao phải nằm khoảng giới hạn cho phép, ví dụ: 9,5-11,5%; 11,5-13,5%; …; 22-24%, tuỳ vào yêu cầu nhà sản xuất • Hàm lượng vỏ hạt bột ca cao tiêu chất lượng quan trọng Vỏ hạt lớp áo bao bọc bên hạt, thường chứa nhiều tạp chất cát, thuốc trừ sâu… không đạt mặt vi sinh Lớp vỏ lại cứng gây mòn thiết bị nghiền nghiền trục Về mặt kỹ thuật, sản xuất loại bột ca cao mà không hoàn toàn không chứa vỏ, hàm lượng vỏ phải giảm xuống vấn đề hương vị, công nghệ sản xuất hay nguyên nhân thuộc luật • Chỉ tiêu vi sinh quan trọng Thông thường hàm lượng vi sinh vật tổng số hàm lượng nấm men, nấm mốc phản ánh mức độ vệ sinh quy trình sản xuất Người ta kiểm tra số lượng bào tử chịu nhiệt có bột ca cao Bên cạnh đó, tiêu quan trọng có mặt Salmonella Loài có mặt bột ca cao sản phẩm chứa bột ca cao ban đầu chúng có sẵn hạt, qua trình thu hoạch, lên men, sấy khô không đủ điều kiện vệ sinh Vi khuẩn có mặt khối ca cao bao bọc chất béo trình nghiền Chất béo bảo vệ chúng chúng tồn thời gian dài bột ca cao Chất béo bảo vệ tế bào vi khuẩn chống lại 43 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn acid dày sau tiêu hoá Vì vậy, diện Salmonella yếu tố cần lưu ý bột ca cao Bảng 8: Một số tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao có kiềm hoá Chỉ tiêu Màu sắc, điểm Hương vị, điểm Chất béo, % Ẩm, % pH Tro, % Vỏ, % theo lượng nhân Tạp chất sàng cỡ 75µm, % Hàm lượng kim loại nặng Dư lượng thuốc trừ sâu Chỉ tiêu vi sinh, •Tổng lượng VSV, cfu/g •Nấm mốc, cfu/g •Nấm men, cfu/g •Enterobacteriaceae, cfu/g •E.coli, cfu/g Thông thường Giới hạn cho phép 10 – 24 – 26 5,0 7,0 Theo tiêu chuẩn phù hợp Theo tiêu chuẩn phù hợp 4,8 – 6,0 4,6 – 6,2 ≤ 13,5 ≤ 14,0 ≤ 1,75 ≤ 2,0 ≤ 0,5 ≤ 2,0 Theo Luật dinh dưỡng hay hướng dẫn quốc gia ≤ 10000 ≤ 50 ≤ 50 ≤1 Không có ≤ 20000 ≤ 100 ≤ 100 Không có Không có Không có Không có •Salmonella, cfu/25g Bảng 9: Một số tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao 10 – 12% bơ có kiềm hoá công ty American Health and Nutrition Hương vị Màu sắc Kích thước hạt Độ ẩm pH Aflatoxine Hàm lượng béo Tổng lượng vi sinh vật Enterobacteria Nấm men nấm mốc Salmonella 44 Ca cao đặc trưng Nâu ≈ 200mesh ≤ 4,5% 7,3 ± 0,5 Không có 10 – 12% < 20000 cfu/g Không có < 500 cfu/g Không có BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Coliform Thời hạn sử dụng Điều kiện bảo quản < cfu/g Thấp năm 60 – 70oF Bảng 10: Thành phần dinh dưỡng bột ca cao loại N-11-N theo ICCO (tính g/100 g bột ca cao thành phẩm) Thành phần Năng lượng (Kcal/100g) Chất béo Cholesterol Nước Nitơ tổng • Từ alkaloid • Từ protein thô Protein thô Theobromine Caffeine Đường Tinh bột Tổng lượng xơ • Xơ hoà tan • Xơ không hoà tan Flavonoid Axit hữu Khoáng Hàm lượng 205 11 < 0,0003 4,25 0,80 3,45 21,5 2,5 0,1 0,5 16 34 27 Bảng 11: Thành phần vitamin bột ca cao loại N-11-N theo ICCO Vitamin Hàm lượng (mg/kg) A [...]... Mẫn 7.4 Thông số công nghệ − Hàm lượng béo trong bánh ca cao: 10 – 20% − Thời gian ép: 15 – 30 phút 8 Quá trình nghiền bánh ca cao 8.1 Mục đích công nghệ Hoàn thiện: − − Quá trính nghiền làm giảm kích thước để thu được bột ca cao thành phẩm Sau quá trình ép bơ ca cao, các hạt ca cao và chất béo còn lại liên kết với nhau rất chặt tạo thành khối, gọi là bánh ca cao – cocoa cake Bánh ca cao sẽ qua hệ thống... động 10.4 Thông số công nghệ - Khối lượng mỗi túi: 25 kg bột Không khí cung cấp: không khí nén 0.5~0.7Mpa ca ocao Nhiệt độ không khí xung quanh: -10Hạt – 45 C Tạp chất Làm sạch Xử lý nhiệt hồng ngoại Vỏ Tách vỏ K2CO3 Kiềm hoá B – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO 2 I QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT Rang Nghiền Bơ ca cao Ép bơ Nghiền mịn Phân loại Bao bì Bao gói 31 Bột ca cao BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn... giữa vỏ và nhân ca cao, giúp cho quá trình tách vỏ sau này dễ dàng và triệt để hơn, hiệu suất thu hồi nhân ca cao tốt hơn • Ngăn chặn việc khuếch tán bơ ca cao từ nhân ra vỏ ca cao 1.2 Các biến đổi xảy ra 32 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hoá lý: • Tia hồng ngoại mang năng lượng cao sẽ làm nóng bề mặt hạt ca cao, dẫn tới việc bốc hơi đột ngột của lớp nước nằm giữa vỏ và nhân ca cao Vì vậy, lớp vỏ... đích công nghệ Chế biến: quá trình nghiền làm giảm kích thước ca cao mảnh thành dạng paste (ca cao khối) Chuẩn bị: ca cao chuyển sang dạng paste giúp quá trình kiềm hoá diễn ra tốt và đồng nhất hơn 5.2 Các biến đổi xảy ra − − • Vật lý: • Kích thước hạt ca cao giảm dưới tác dụng của lực cơ học • Nhiệt độ hạt ca cao tăng lên do chịu lực ma sát tác dụng lên nó và sinh nhiệt Hoá lý: Sự hoá lỏng của ca cao: ... ra sản phẩm bột ca cao − Quá trình nghiền này chỉ có tác dụng chuyển bánh ca cao thành dạng bột chứ không làm cho hạt ca cao mịn hơn Kích thước của hạt ca cao không khác nhiều so với quá trình nghiền trước đó 8.2 Các biến đổi xảy ra trong quá trình − Vật lý: từ bánh ca cao, sau khi qua quá trình nghiền thì kích thước nhỏ hơn (thành dạng bột) − Hóa học: một số các glyceride có trong bơ ca cao bị chảy... Màu sắc của bột ca cao được sậm hơn Chuẩn bị: ca cao paste khi được kiềm hoá thì cấu trúc khối ca cao sẽ được mềm hơn và có độ ẩm tối ưu cho quá trình ép bơ, giúp quá trình ép thực hiện dễ dàng hơn 6.2 Các biến đổi − Hoá lý: • Bơ ca cao tiếp tục được hoá lỏng: Nhiệt độ nóng chảy của các tinh thể lipid trong ca cao cao nhất là 37°C mà nhiệt độ của quá trình kiềm hoá là > 80°C • nên bơ ca cao sẽ tiếp... XUẤT Nghiền Vỏ K2CO3 Kiềm hoá Ép bơ Nghiền mịn Bơ ca cao Phân loại Bao bì 11 Bao gói Bột ca cao BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 6: Quy trình công nghệ sản xuất ca cao 1 II THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1 Quá trình phân loại và làm sạch 1.1 Mục đích công nghệ Chuẩn bị: nhằm loại bỏ các tạp chất lẫn trong nguồn nguyên liệu, giúp các quá trình chế biến tiếp theo sẽ được thuận lợi Các tạp chất cần... kiềm hoá 1.5 – 2% BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 5: Sự ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến chất lượng ca cao thành phẩm K2CO3 Nước (g/100g ca cao) (g/100g ca cao) Nồng độ K2CO3 pH ca cao Màu sắc ca cao thành phẩm 0,14 2,8 5,0 6,1 Nâu vàng 1,7 5,0 25,0 7,0 Nâu vàng 4,0 4,4 47,0 8,5 Nâu sậm 1,7 16,0 13,0 7,0 Hồng xám 4,0 4,4 45,0 9,5 Nâu đen 7 Quá trình ép bơ 7.1 Mục đích công nghệ Khai thác: nhằm... hóa và lượng kiềm sử dụng, có thể kiểm soát được độ màu, mùi của bột ca cao theo mục đích sản xuất • • Ở nhiệt độ thấp, màu ca cao sẽ nhạt và hơi nâu Khi gia tăng nhiệt độ lên cao, ca cao sẽ chuyển màu nâu đậm và trở nên nặng mùi • Ngoài ra, lượng kiềm sử dụng cũng ảnh hưởng nhiều đến màu sắc ca cao Càng kiềm tính, pH càng cao thì ca cao càng sậm màu 6.3.2.Nguyên lý hoạt động Tác nhân truyền nhiệt... hạt bột mịn Trên vỏ thiết 27 BỘT CA CAO PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn bị có lắp đặt thêm rây để giữ lại các hạt ca cao chưa được nghiền đến mức độ đạt yêu cầu Các hạt ca cao có kích thước nhỏ hơn lỗ rây sẽ đi ra cửa tháo liệu và được làm nguội bằng dòng khí lạnh thổi qua và nhờ hệ thống quạt đưa đến cyclone vào thiết bị rây 8.4 Thông số công nghệ - Nhiệt độ bánh ca cao nhập liệu: 43 – 45oC Nhiệt độ bột ca cao