Nghiên cứu tính chất lưu biến của cacao, bơ cacao và một số thành phần phụ khác trong công nghệ sản xuất socola

LỜI CẢM ƠN Trải qua 4 tháng tìm hiểu, học tập và thực hành tại phòng thí nghiệm trường Đại học Nha Trang đến nay em đã hoàn thành được đề tài “Nghiên cứu tính chất lưu biến của cacao, b

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu, bảng biểu và kết quả nghiên cứu trong bài đồ án tốt nghiệp này là trung thực, là công trình nghiên cứu thật sự của cá nhân, được thực hiện dựa trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức chuyên ngành, qua quá trình tìm tòi, học hỏi của bản thân và sự hướng dẫn của khoa học, tận tình của Th.S Trần Thanh Giang, TS Nguyễn Trọng Bách Đồng thời các thông tin trích dẫn trong bài báo cáo

đã được chỉ rõ nguồn gốc trích dẫn và được phép công bố

Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam đoan trên

Khánh Hòa, ngày 10 tháng 07 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Trương Nữ Hạ Uyên

LỜI CẢM ƠN

Trải qua 4 tháng tìm hiểu, học tập và thực hành tại phòng thí nghiệm trường Đại

học Nha Trang đến nay em đã hoàn thành được đề tài “Nghiên cứu tính chất lưu

biến của cacao, bơ cacao và một số thành phần phụ khác trong công nghệ sản xuất sôcôla” Để hoàn thành đồ án này, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ phía Ban

Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ tận tình từ phía các thầy cô giáo Khoa Công nghệ Thực phẩm, Khoa Chế biến thực phẩm, các thầy cô thuộc ban quản lý khu thí nghiệm thực hành trường Đại học Nha Trang và cả

ba mẹ, bạn bè của em

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu và Phòng Đào tạo Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm đã tạo điều kiện để em có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu Đồng thời em xin gửi lời kính trọng, sự tự hào của em khi được học tập tại trường Đại học Nha Trang

Em xin gửi đến sự biết ơn sâu sắc nhất cho cô Trần Thanh Giang và thầy

Nguyễn Trọng Bách đã hỗ trợ em về chi phí nguyên vật liệu, tận tình hướng dẫn và

động viên em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Và em cũng xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của các Thầy, Cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm và các cán bộ trong Phòng thí nghiệm – Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Trường Đại học Nha Trang đã giúp đỡ nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng, em cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè và người thân đã tạo điều kiện, luôn bên cạnh giúp đỡ, động viên em vượt qua những vất vả, khó khăn trong 4 năm qua để từ đó em có được kết quả như hôm nay

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG NỮ HẠ UYÊN

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Đề tài: “Nghiên cứu tính chất lưu biến của cacao, bơ cacao và một số thành

phần phụ khác trong công nghệ sản xuất sôcôla”

Số trang: Số chương: 03 Tài liệu tham khảo:

Hiện vật: 1 quyển báo cáo và 1 đĩa CD

NHẬN XÉT

Kết luận:

Khánh Hòa, Ngày…… tháng… năm 2017

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG x

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về cây cacao và các sản phẩm từ cây cacao 3

1.1.1 Giới thiệu về cây cacao 3

1.1.1.1 Đặc điểm sinh thái 3

1.1.1.2 Các thành phần chính và giá trị dinh dưỡng của trái cacao và sản phẩm từ chúng 6

1.1.2 Các sản phẩm từ cây cacao 12

1.1.2.1 Sản phẩm sôcôla và tác động của sôcôla với sức khỏe 12

1.1.2.2 Một số sản phẩm khác 14

1.1.3 Giá trị của cây cacao đối với các ngành khác 15

1.2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 16

1.2.1 Tổng quan về lưu biến trong công nghệ thực phẩm 16

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 21

1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 21

1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 22

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của sôcôla 25

1.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 25

1.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ các thành phần 26

1.3.3 Ảnh hưởng của các thành phần phụ 26

1.3.3.1 Ảnh hưởng của đường 27

1.3.3.2 Ảnh hưởng của sữa 27

1.3.3.3 Dầu thực vật 28

1.3.3.4 Ảnh hưởng của tinh bột 29

1.3.3.5 Ảnh hưởng của chất tạo nhũ 29

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Nguyên vật liệu 30

2.1.1 Nguyên liệu chính 30

2.1.1.1 Bột cacao 30

2.1.1.2 Bơ cacao 31

2.1.2 Nguyên liệu phụ 31

2.1.2.1 Dầu dừa 31

2.1.2.2 Sữa bột nguyên kem Dutch Lady 31

2.2 Nội dung nghiên cứu và bố trí thí nghiệm 32

2.2.1 Nội dung nghiên cứu 32

2.2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc tính lưu biến của sôcôla 32

2.2.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu chính (cacao, bơ cacao) 33

2.2.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu phụ (dầu dừa, sữa bột) 33

2.2.2 Bố trí thí nghiệm 34

2.2.2.1 Bố trí thí nghiệm với mẫu sôcôla không sử dụng phụ liệu 36

2.2.2.2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu bổ sung dầu dừa 38

2.2.2.3 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu bổ sung sữa bột 41

2.3 Phương pháp nghiên cứu 44

2.3.1 Phương pháp quan sát 44

2.3.2 Phương pháp phân tích lưu biến 45

2.3.2.1 Đo độ nhớt 45

2.3.2.2 Đo độ cứng 46

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 47

2.5 Máy và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 47

2.6 Địa điểm thực hiện 47

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Kết quả thí nghiệm với mẫu sôcôla không sử dụng phụ liệu (M1) 48

3.1.1 Kết quả khảo sát trạng thái các mẫu M1 48

3.1.2 Kết quả đo độ nhớt các mẫu M1 tại các nhiệt độ 49

3.1.3 Kết quả đo độ cứng các mẫu M1 51

3.2 Kết quả thí nghiệm với hỗn hợp cacao/bơ cacao có bổ sung dầu dừa (M2) 58 3.2.1 Kết quả khảo sát trạng thái các mẫu M2 58

3.2.2 Kết quả đo độ nhớt ở các nhiệt độ 60

3.2.3 Kết quả đo độ cứng các mẫu M2 62

3.3 Kết quả thí nghiệm với hỗn hợp sôcôla bổ sung sữa bột (M3) 67

3.3.1 Kết quả khảo sát trạng thái các mẫu M3 67

3.3.2 Kết quả đo độ nhớt mẫu M3 tại các nhiệt độ 68

3.3.3 Kết quả đo độ cứng các mẫu M3 71

3.4 Kết luận chung 76

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hình ảnh về cây cacao 3

Hình 1.2 Bột cacao 7

Hình 1.3 Bơ cacao 9

Hình 1.5 Qui trình sản xuất sôcôla 12

Hình 1.6 Nước ép cacao và rượu cacao 15

Hình 1.7 Sơ đồ đặc điểm lưu biến của vật liệu thực phẩm 18

Hình 1.8 Phép đo lưu biến chất rắn ép nén và đâm xuyên 20

Hình 1.9 Đường biểu diễn diễn biến kết quả chung của quá trình đo độ cứng của vật liệu thực phẩm 20

Hình 2.1 Hình ảnh nguyên liệu bột cacao và bơ cacao 30

Hình 2.2 Hình ảnh nguyên liệu dầu dừa nguyên chất 31

Hình2.3 Sữa bột nguyên kem dạng hộp 400gam 32

Hình 2.4 Sơ đồ qui trình chuẩn bị mẫu sôcôla 34

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm quan sát trạng thái và đo độ nhớt (Mẫu 1) 37

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo độ cứng (Mẫu 1) 38

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm quan sát trạng thái và đo độ nhớt (Mẫu 2) 40

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo độ cứng (Mẫu 2) 41

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm quan sát trạng thái và đo độ nhớt (Mẫu 3) 43

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo độ cứng (Mẫu 3) 44

Hình 2.11 Thiết bị đo độ nhớt Brookfield Viscometer LVDV I – Prime 45

Hình 2.12 Thiết bị đo độ cứng Sun scientific Rheometer CR-500DX 46

Hình 3.1 Các hỗn hợp cacao/bơ cacao được chuẩn bị trong các cốc thủy tinh 48

Hình 3.3 Độ nhớt các mẫu M1 tại 50°C và 31°C 50

Hình 3.4 So sánh độ nhớt ở hai nhiệt độ 31°C và 50°C 50

Hình 3.5 Các mẫu sôcôla sau khi được tách khuôn 52

Hình 3.6 Đường biểu diễn kết quả đo độ cứng – cắt mẫu 30% bơ, 5mm ở 10°C 52

Hình 3.7 Độ cứng – cắt mẫu 10mm 53

Hình 3.8 Độ cứng – vỡ mẫu 10mm 53

Hình 3.9 Độ cứng – cắt mẫu 5mm 53

Hình 3.10 Độ cứng – vỡ mẫu 5mm 53

Hình 3.13 Độ cứng – cắt ở 5°C 54

Hình 3.14 Độ cứng – vỡ ở 5°C 54

Hình 3.15 Độ cứng – cắt ở 10°C 55

Hình 3.16 Độ cứng – vỡ ở 10°C 55

Hình 3.17 Độ cứng – cắt mẫu 20°C 55

Hình 3.18 Độ cứng – vỡ mẫu 20°C 55

Hình 3.19 Dãy ống nghiệm chứa các hỗn hợp cacao/bơ cacao bổ sung dầu dừa 58

Hình 3.20 Trạng thái sôcôla theo tỷ lệ dầu dừa được bổ sung 58

Hình 3.21 Độ nhớt các mẫu M2 tại 50°C và 31°C 61

Hình 3.22 So sánh độ nhớt tại hai nhiệt độ 31°C và 50°C 61

Hình 3.23 Độ cứng – cắt mẫu 10mm 63

Hình 3.24 Độ cứng – vỡ mẫu 10mm 63

Hình 3.25 Độ cứng – cắt mẫu 5mm 63

Hình 3.26 Độ cứng – vỡ mẫu 5mm 63

Hình 3.27 Độ cứng – cắt mẫu 5°C 64

Hình 3.28 Độ cứng – vỡ mẫu 5°C 64

Hình 3.29 Độ cứng – cắt mẫu 10°C 64

Hình 3.30 Độ cứng – vỡ mẫu 10°C 64

Hình 3.32 Độ nhớt các mẫu M3 tại 50°C và 31°C 69

Hình 3.33 So sánh độ nhớt tại hai nhiệt độ 31°C và 50°C 69

Hình 3.34 Đổ khuôn sôcôla với mẫu 10mm và mẫu 2mm 71

Hình 3.35 Độ cứng – cắt mẫu 10mm 72

Hình 3.36 Độ cứng – vỡ mẫu 10mm 72

Hình 3.37 Độ cứng – cắt mẫu 5mm 72

Hình 3.38 Độ cứng – vỡ mẫu 5mm 72

Hình 3.39 Độ cứng – cắt mẫu 2mm 73

Hình 3.40 Độ cứng – vỡ mẫu 2mm 73

Hình 3.41 Độ cứng – cắt mẫu ở 5°C 73

Hình 3.42 Độ cứng – vỡ mẫu ở 5°C 73

Hình 3.43 Độ cứng – cắt mẫu ở 10°C 74

Hình 3.44 Độ cứng – vỡ mẫu ở 20°C 74

Hình 3.45 Độ cứng cắt ở 20°C 74

Hình 3.46 Độ cứng – vỡ mẫu ở 20°C 74

bổ sung dầu dừa (M2) 39 Bảng 2.3 Tỷ lệ phần trăm nguyên liệu cần dùng trong thí nghiệm mẫu sôcôla được

bổ sung sữa bột (M3) 42 Bảng 2.4 Các máy và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 47

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cacao có nguồn gốc từ Trung Mỹ và Mexico, được phát hiện từ lâu đời, cách đây khoảng 3000 năm Cacao có tên khoa học là Theobroma cacao, nghĩa là “Thức ăn của các vị thần” (Food of Gods) [35] Chính hương vị thơm ngon và tác dụng tuyệt vời của cacao đối với sức khỏe mà từ đầu thế kỷ 20 đến nay, thức uống cacao và sôcôla đã trở thành một đặc trưng văn hóa ẩm thực ở châu Âu và ngày càng lan rộng trên toàn thế giới Hiện nay, sôcôla là một sản phẩm có giá trị lớn của cây cacao, được nhiều người ưa chuộng và sử dụng ngày càng nhiều Tuy nhiên giá thành sôcôla còn khá cao, do nguyên liệu và chi phí sản xuất lớn, chính vì vậy vẫn còn nhiều người chưa được sử dụng sôcôla một cách thường xuyên, chủ yếu người dùng là đối tượng có thu nhập khá trở lên Bên cạnh đó, sôcôla khi bảo quản ngoài thị trường vẫn còn khá khó khăn, sôcôla nguyên chất cần phải được bảo quản ngăn mát, nếu không dưới tác động của nhiệt độ môi trường dễ gây tan chảy sôcôla, đặc biệt là khu vực có khí hậu nhiệt đới như Việt Nam Ngoài ra trong quá trình sản xuất sôcôla, các giai đoạn sản xuất có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm sôcôla Việc nghiên cứu các tính chất của các thành phần nguyên liệu

sẽ liên quan đến độ nhớt hỗn hợp sôcôla lỏng trong quá trình bơm đẩy, vận chuyển, rót khuôn Đồng thời ảnh hưởng đến độ cứng của khối sôcôla sau kết tinh nhằm tìm bao bì phù hợp để tránh gây hư hỏng khối sôcôla và khuyến cáo sử dụng cho những đối tượng đặc biệt Tuy nhiên, vấn đề này hiện nay ở nước ta vẫn chưa được nghiên cứu chuyên sâu dựa trên nguồn nguyên liệu và điều kiện sản xuất tại Việt Nam

Xuất phát từ những vấn đề trên đề tài “Nghiên cứu tính chất lưu biến của

cacao, bơ cacao và một số thành phần phụ khác trong công nghệ sản xuất sôcôla”

là khá quan trọng và cần thiết Cùng với đó, nghiên cứu tính chất lưu biến của cacao,

bơ cacao sẽ mang lại ý nghĩa lớn cho các nghiên cứu khoa học khác về sản phẩm từ cacao cũng như sôcôla

2 Ý nghĩa của đề tài

 Ý nghĩa khoa học

Đề tài hoàn thành sẽ cung cấp dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo về:

- Giúp ta hiểu được rõ tính chất của cacao, bơ cacao, ở nhiệt độ nào với tỷ lệ cacao, bơ cacao bao nhiêu thì sôcôla hóa rắn và tan chảy ra lại

- Sự phụ thuộc vào nhiệt độ, tỷ lệ các thành phần nguyên liệu, phụ liệu thay thế đến độ nhớt, độ cứng của hỗn hợp nguyên liệu

 Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu giúp nhà sản xuất định hướng phát triển sản phẩm sử dụng hỗn hợp cacao, bơ ca cao tốt hơn; thực hiện các quy trình công nghệ đạt hiệu quả hơn; đồng thời tránh được việc sử dụng máy với những chi phí nhiệt, công suất lớn không cần thiết gây hao tổn chi phí, làm giảm độ bền của máy móc, thiết bị

- Việc nghiên cứu ảnh hưởng của phụ liệu giúp nhà sản xuất giảm được chi phi nguyên liệu chính, hài hòa lợi ích kinh tế nhưng đáp ứng được các điều kiện bảo quản,

sử dụng sản phẩm trong thực tế

3 Mục tiêu của đề tài

Đề tài nghiên cứu tính chất lưu biến của cacao, bơ cacao và các thành phần phụ khác nhằm tìm ra tỷ lệ các thành phần, hướng đến việc giữ chất lượng sản phẩm lâu hơn, đem sản phẩm đến gần với người tiêu dùng hơn Thông qua việc tìm được nhiệt

độ kết tinh và tan chảy của sôcôla, xác định được độ nhớt, độ cứng, hiểu được các tính chất đặc trưng của sôcôla mà từ đó các nhà sản xuất tìm được qui trình sản xuất tạo sản phẩm tối ưu, phù hợp với từng vùng địa lý khác nhau cho các loại sản phẩm sôcôla Đồng thời định hướng người tiêu dùng sử dụng sản phẩm hợp lý, đặc biệt là độ cứng liên quan tới người già và trẻ em

4 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện được các mục tiêu nêu trên đồng thời thể hiện được rõ ý nghĩa của nghiên cứu, đề tài thực hiện các thí nghiệm với các hỗn hợp sôcôla nguyên chất, sôcôla bổ sung dầu dừa và sôcôla bổ sung sữa bột các nội dung sau:

- Xác định giới hạn trạng thái rắn – lỏng của sôcôla

- Xác định nhiệt độ hóa rắn của sôcôla

- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung dầu dừa để thay thế bơ cacao đến độ nhớt,

độ cứng của sôcôla

- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung sữa bột lên độ nhớt, độ cứng của sôcôla

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cây cacao và các sản phẩm từ cây cacao

1.1.1 Giới thiệu về cây cacao

1.1.1.1 Đặc điểm sinh thái

a Nguồn gốc

Hình 1.1 Hình ảnh về cây cacao [36]

Cây cacao có nguồn gốc từ Trung Mĩ và Mexico, được những người Aztec và Maya bản xứ khám phá, được phát hiện cách đây khoảng 3000 năm Loài cây này được cho rằng bắt nguồn từ những cánh rừng mưa Amazonenhưng ngày nay hầu hết những nước nhiệt đới có thể trồng cây này [13] Hơn 2000 năm trước, cây cacao đã trở thành

một phần không thể thiếu trong cuộc sống của những người dân vùng Châu Mĩ Latin

Ở Việt Nam, cacao được du nhập vào rất sớm, theo chân các nhà truyền giáo phương Tây Hiện tại, cây được trồng rộng rãi ở nhiều nơi, vùng Tây Nguyên vẫn được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho phát triển cây cacao

Hiện nay có thể phân ra thành ba nhóm chính sau đây:

- Forastero: chiếm tỷ lệ hơn 80% tổng sản lượng cacao trên thế giới Cacao thuộc dòng Forastero cho năng suất cao, khả năng kháng bệnh tốt nhưng cho hạt có

chất lượng trung bình

- Criollo: đây là dòng cacao cho chất lượng hương vị của các sản phẩm chế biến tốt nhất Tuy nhiên, Criollo rất khó trồng vì khả năng kháng bệnh kém và năng suất thấp Hiện nay, cacao thuộc dòng Criollo chỉ chiếm 5% tổng sản lượng cacao

của thế giới

- Trinitario: đây là dòng cacao được xác định là do lai giữa dòng Criollo và

Forastero Nó mang các thuộc tính trung gian của hai dòng nói trên Cacao thuộc

dòng Trinitario chủ yếu được trồng ở Nam Mỹ

b Điều kiện hình thái và đặc điểm gieo trồng

Cây cacao sống tốt ở vùng có nhiệt độ từ 25-28°C, độ ẩm trung bình 80%, mưa 1500-2000mm/năm Cacao thích hợp với khí hậu có mùa khô không kéo dài quá 3 tháng, nhiệt độ trung bình 25°C, không có gió mạnh thường xuyên vì bộ rễ cây cacao khá yếu Cacao là cây ưa ánh sáng tán xạ (50-60% cường độ ánh sáng tự nhiên) nên thích hợp trồng dưới tán cây ăn trái hoặc cây che bóng Hay nói cách khác loại cây này có khả năng chịu bóng râm nên có thể trồng xen canh với một số cây khác như dừa, chuối, điều, cà phê có sẵn để tăng hiệu quả sử dụng đất Cacao là một loại cây trồng không quá khắt khe về kỹ thuật chăm sóc, chi phí đầu tư thấp và ra trái quanh năm, năng suất ổn định, nhất là vào mùa mưa, có thể phát triển trên nhiều vùng sinh thái khác nhau Cây cacao thích hợp với nhiều loại đất khác nhau: đất đỏ, đất xám, đất phù sa cổ, song thích hợp nhất với đất có thành phần cơ giới trung bình đến nhẹ,

pH từ 5,5- 5,8, tầng canh tác dày 1-1,5m, dễ thoát nước, có khả năng giữ nước cao, giàu chất hữu cơ Tuy nhiên bằng biện pháp canh tác (bón vôi, bón phân hữu cơ…)

có thể giúp cây cacao đạt năng suất cao trên vùng đất kém mầu mỡ Ở nước ta, cacao được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau từ Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Miền Đông Nam Bộ và Đồng Bằng Sông Cửu Long [37, 38] Cacao là cây công nghiệp lâu năm, tuổi thọ có thể kéo dài hơn 30 năm Sau khi trồng khoảng 12-

14 tháng là cây ra hoa, kết trái, đến tháng thứ 18 cho thu hoạch lứa đầu tiên, sau đó

sẽ cho năng suất ổn định từ 3 – 4 tấn/ha, 1 năm thu 2 vụ Năng suất cao nhất có thể đạt vào năm thứ 5 và duy trì đến 30 năm sau [39]

c Tình hình sản xuất cacao hiện nay

Cây cacao được trồng nhiều ở các nước vùng nhiệt đới ở cả Trung – Nam Mỹ, Châu Á và nhiều nhất ở Châu Phi Một số nước có sản lượng trồng cacao lớn trên thế giới như Côte d’Ivoire (khoảng 1,4 triệu tấn/năm), Ghana (khoảng 800.000 tấn/năm), Indonesia (425.000 tấn/năm)… [40] Tuy nhiên với điều kiện thời tiết khô hạn, nóng lên dần, sâu bệnh xuất hiện nhiều ở Tây Phi và thời tiết ẩm ướt ở Indonesia – nước sản xuất cacao lớn thứ 3 trên thế giới, gây nhiều thiệt hại cho cây cacao, dẫn đến có khả năng thiếu hụt nguồn cacao trong thời gian sắp đến

Việt Nam có điều kiện địa lý thuận lợi cho việc trồng cây cacao và nước ta có

cơ hội phát triển và tham gia thị trường cacao thế giới Tuy nhiên, diện tích cacao trồng mới ở các địa phương hiện vẫn gặp không ít khó khăn do đến nay vẫn chưa có

đề án quy hoạch phát triển cacao cụ thể Các mô hình sản xuất cacao còn manh mún, không tập trung, nông dân thiếu kiến thức khoa học kỹ thuật, thiếu vốn đầu tư vào chăm sóc cacao khiến tỉ lệ cacao trồng mới bị chết nhiều Hiện nay nước ta đang cố gắng đầu tư vào cây cacao, tương lai cacao sẽ trở thành một loại cây trồng công nghiệp quan trọng phục vụ cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu Hiện tại, cây được trồng rộng rãi ở nhiều nơi, vùng Tây Nguyên vẫn được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho phát triển cây cacao và hiện nay đang là cùng có sản lượng cacao lớn nhất cả nước [4]

Theo Cục Trồng trọt trong năm 2016, diện tích cacao tiếp tục giảm, đến nay chỉ còn 10.072ha, giảm hơn 1.000ha so với cuối năm 2015, và đã giảm 15.628ha so với năm 2012 Tuy nhiên, sản lượng cacao lại tăng lên nhờ tăng năng suất bình quân Cụ thể, năng suất bình quân của cacao trong năm 2016 là 0,97 tấn hạt khô/ha (tăng 0,13 tấn/ha so năm 2015), sản lượng 7.372 tấn (tăng 595 tấn) Trong năm 2016, cacao Việt Nam đã được Hội đồng Cacao quốc tế xếp vào danh sách 23 nước có cacao hương vị tốt trong tổng số khoảng 60 quốc gia trên thế giới có sản xuất cacao (tỷ lệ cacao hương

vị của Việt Nam là 40%) Ngoài Việt Nam, chỉ có 1 nước châu Á khác lọt vào danh sách này là Indonesia, còn lại là các nước ở châu Mỹ và châu Phi Thế nhưng nếu so với Indonesia, tỷ lệ cacao hương vị tốt của Việt Nam cao hơn hẳn, vì tỷ lệ này của

Indonesia chỉ là 1%, do đó, trong tương lai, Việt Nam có triển vọng lớn trong việc trở thành nguồn cung cấp cacao chất lượng cao cho thị trường thế giới Tuy nhiên so với phần lớn các nước trong danh sách, thì tỷ lệ cacao hương vị tốt của Việt Nam còn khá khiêm tốn, bởi có tới 10 nước 100% là cacao hương vị tốt, nhiều nước đạt tỷ lệ

từ 75 - 95%, còn lại một số nước có tỷ lệ cacao hương vị ngang bằng, cao hơn hoặc thấp hơn một chút so với Việt Nam, như Belize 50%, Honduras 50%, Panama 50%, Guatemala 50%, Dominican Republic 40% và Sao Tome and Principe 35% (Báo Nông nghiệp Việt Nam đưa tin) [41]

1.1.1.2 Các thành phần chính và giá trị dinh dưỡng của trái cacao và sản phẩm

từ chúng

a Hạt cacao

Sản phẩm chính của cây cacao hạt cacao chứa nhiều prôtein, chất béo có giá trị dinh dưỡng Người Maya là những người đầu tiên sử dụng cacao, họ làm đồ uống bằng cách rang hạt cacao lên, sau đó nghiền nhỏ rồi pha với bột ngô tạo độ sánh Cho đến đầu thế kỷ XX, thức uống cacao và sôcôla đã trở thành văn hóa ẩm thực của toàn Châu Âu và lan rộng ra khắp thế giới [13] Ngoài ra, hạt còn chứa một số chất có tác dụng kích thích như thoebromin, cafferin và tinh dầu cho mùi thơm đặc biệt Hiện nay, hạt cacao được dùng chủ yếu trong sản xuất sôcôla

Trên thị trường thế giới hiện nay, nguyên liệu cacao có giá cả tương đối ổn định, dao động từ 1.300- 1.500 USD/tấn, đem lại thu nhập cao cho người dân trồng cacao cũng như nhà sản xuất các sản phẩm từ cacao Có thể thấy giá bán nguyên liệu cacao khá cao nhưng nhu cầu sử dụng hạt cacao trên thế giới vẫn tăng, dẫn đến tình trạng cung không đủ cầu, đặc biệt là các nước như Brazil, Nga, Ukraine, vùng Trung Đông Chính vì vậy nước ta vẫn luôn cải thiện, nâng cao sản lượng, ổn định chất lượng cacao, từ việc chuyển giao kỹ thuật, chú trọng hơn nữa đến năng lực sơ chế cacao, vì thực tế ở các địa phương không có đủ sân, giàn phơi cacao, do vậy người dân ủ cacao

dễ bị thối đen làm ảnh hưởng đến chất lượng cacao lên men Các nhà chế biến cacao tại châu Âu đang kỳ vọng Việt Nam sẽ là nước sản xuất hạt cacao như Indonesia Từ

đó chúng ta phát triển không chỉ sản xuất hạt cacao mà còn làm ra các sản phẩm bột cacao, bơ cacao, sản xuất sôcôla và các sản phẩm từ cacao có chất lượng cao

Hiện nay, cacao Việt Nam đang được xuất khẩu dưới 2 dạng: thô và thành phẩm Trong đó, xuất khẩu thành phẩm thu được lợi nhuận lớn hơn Nếu chỉ bán cacao sơ chế chỉ có thể lãi 15%, trong khi đó, sản phẩm từ cacao tinh chế như kẹo, bột có thể lên đến 400% Chính vì vậy, hiện nay, một số công ty đã đẩy mạnh việc đầu tư dây chuyền sản xuất tại thị trường Việt Nam như Grand Place hay Vinacacao [39]

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của hạt cacao [5]

cho sản phẩm bị chua, làm giảm chất lượng cảm quan của sản phẩm Quá trình kiềm hóa làm trung hòa các axit này, làm giảm vị chua của sản phẩm, tạo ra các hợp chất tiền hương cho cacao, góp phần nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm, làm vị cacao dễ chấp nhận hơn, ngoài ra cũng làm giảm vị đắng [3] Tùy thuộc vào mức độ kiềm hóa, mà vị chua và vị đắng sẽ khác nhau Chính vì vậy, bột cacao nguyên chất

có màu sắc tươi sáng, đồng đều, có vị đắng, hơi béo và nếu nếm kĩ sẽ cảm thấy vị chua rất nhẹ, có mùi hương cacao tự nhiên, hơi nồng nhưng mùi hương dễ chịu, khi pha có mùi cacao thơm đậm đà [43]

Sản phẩm bột cacao có thể được phân loại theo hàm lượng chất béo được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn Codex như sau:

- Bột cacao hàm lượng béo cao: ≥ 20% bơ cacao

- Bột cacao hàm lượng béo trung bình: 10 – 20% bơ cacao

- Bột cacao hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ cacao

Ngoài 3 dạng sản phẩm chính trên, nhà sản xuất còn có thể tạo thêm những sản phẩm đặc biệt khác như: bột cacao hàm lượng béo rất thấp (≤ 0,5% bơ cacao) [3]

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của bột cacao [21]

Thành phần dinh dưỡng (g/100g) Khoáng chất (mg/100g)

312,0 1301,0

Theo nhiều nghiên cứu, bột cacao chứa các dưỡng chất cơ bản như protein, carbohydrate và lipid giúp cung cấp năng lượng Thành phần của bột cacao giúp giảm thiểu các bệnh về tim mạch: giảm cholesterol trong máu, chống lại các chất oxi hóa

là nguyên nhân gây xơ, cứng động mạch, máu nhiễm mỡ, góp phần chống ung thư nhờ thành phần các chất chống oxi hóa, các vitamin và khoáng chất thiết yếu…

c Bơ cacao

Năm 1828, Coenraad Johannes Van Houten – một nhà chế tạo người Hà Lan đã phát minh ra phương pháp để chiết xuất phần chất béo hay còn gọi là bơ cacao từ hạt cacao Sản phẩm mới này cùng với việc tạo ra sôcôla đã làm gia tăng nhu cầu tiêu thụ đối với sản phẩm cacao trên toàn thế giới [44]

Hình 1.3 Bơ cacao [45]

Bơ cacao là phần chất béo thu được từ toàn bộ hạt cacao đã lên men và rang sau

đó tách vỏ, khoảng 54-58% là phần bơ cacao Bơ cacao có chất lượng tốt nhất được thu bằng phương pháp ép dịch lỏng cacao trong máy ép thủy lực ngang [8]

Trong công nghệ sản xuất sôcôla, bơ cacao là thành phần quan trọng nhất, tính chất đặc trưng của bơ cacao sẽ tạo ra tính chất đặc biệt về cấu trúc của sôcôla [3]

Bơ cacao có những đặc tính sau: giòn và dễ gãy khi nhiệt độ thấp hơn 20°C, nhiệt độ nóng chảy vào khoảng 35°C (bị mềm ở nhiệt độ khoảng 30-32°C) Vì vậy khi sử dụng bơ cacao để sản xuất sôcôla đã tạo cho sôcôla một tính chất đặc biệt, đó

là khả năng tan chảy ngay trong miệng Đây cũng là phương pháp nhanh chóng và hiệu quả để đánh giá chất lượng của bơ cacao

Bơ cacao có dạng rắn ở nhiệt độ thường, sờ vào ít nhờn, màu trắng vàng nhạt, mùi rất thơm của cacao, dễ chịu Bơ cacao chứa các glycerides gồm stearic và palmitic axits oleic chiếm khoảng 70% làm cho bơ cacao có khả năng đóng rắn ở nhiệt độ thường Trong bơ cacao có khoảng ¾ các chất béo ở dạng bão hòa đơn Bơ cacao nguyên chất rất giàu các axit béo, các vitamin E, các chất chống oxi hóa tự nhiên và rất nhiều khoáng chất có lợi cho cơ thể khác Tính chất của bơ cacao phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: nguồn nguyên liệu cacao ban đầu, các quá trình đã sử dụng để thu được bơ cacao và điều kiện thực hiện của các quá trình [16]

Cũng như các loại chất béo khác ở trạng thái rắn, phân tử bơ cacao có thể tồn tại ở nhiều dạng tinh thể khác nhau, khi thành phần các tinh thể thay đổi thì nhiệt độ nóng chảy của chất béo cũng thay đổi Các dạng kết tinh đa hình của bơ cacao gồm:

- Dạng I rất không bền, được hình thành khi làm lạnh ở nhiệt độ thấp và tan chảy ở 17°C

- Dạng I sẽ nhanh chóng chuyển qua dạng II có nhiệt độ nóng chảy khoảng 21°C

- Dạng II sẽ từ từ chuyển sang dạng III (nhiệt độ nóng chảy khoảng 26°C) dạng

IV (nhiệt độ nóng chảy khoảng 28°C)

- Dạng IV khá mềm, sẽ chuyển qua dạng V trong khoảng 1 ngày Thời gian thực tế phụ thuộc vào điều kiện bảo quản, nhiệt độ cao hơn thì tốc độ chuyển cao hơn

- Dạng V đây là dạng khá bền của tinh thể bơ cacao do sự sắp xếp các glyceride trong mạng tinh thể chất béo là chặt chẽ nhất, tạo cấu trúc cứng, giòn, mịn và có bề mặt bóng đẹp, chống chịu với hiện tượng fat bloom và co lại tốt khi sôcôla lỏng được rót vào khuôn, do đó kéo dài thời gian bảo quản

- Dạng VI là được chuyển từ dạng V nếu thời gian bảo quản dài (4 tháng) ở nhiệt độ phòng, dạng VI sẽ gây hiện tượng nở hoa Nhưng ở điều kiện bình thường,

nó chỉ được tạo thành bởi dạng rắn chuyển sang dạng rắn và không chuyển trực tiếp

từ bơ cacao lỏng

Bơ cacao là chất béo có giá thành rất cao, do đó người ta đã tiến hành nhiều nghiên cứu để tìm ra chất béo khác thay thế cho nguyên liệu bơ cacao nhằm giảm giá thành sản phẩm Tuy nhiên, các chất thay thế chỉ giống bơ cacao về tính chất vật lý

và hóa học mà không tạo được hương vị cũng như tính chất đặc trưng cho sản phẩm sôcôla như bơ cacao Do đó, hàm lượng các chất thay thế được sử dụng trong sản xuất chỉ ở mức giới hạn, không quá nhiều làm sôcôla lỏng mạnh cũng không quá ít

bơ không bao phủ hết hạt bột cacao, làm khối sôcôla khá đặc, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất

Bơ cacao là một trong những chất béo ổn định nhất, chứa các chất chống oxy hóa tự nhiên, từ đó có thể chống ôi hóa và có thể bảo quản ở dạng rắn thời gian dài khoảng 2 đến 5 năm trong điều kiện thích hợp, khiến bơ cacao trở thành lựa chọn tốt trong các sản phẩm phi thực phẩm Riêng bơ cacao tinh chế thì có thể giữ được khoảng 6 tháng, tuy nhiên đối với sản phẩm bơ cacao dạng lỏng thì ta chỉ có thể giữ được khoảng 1 tháng Trong quá trình bảo quản, lớp chất lỏng bơ rất dễ bị oxi hóa nên cần sử dụng khí nitơ thay cho không khí trong quá trình bao gói [16]

Bảng 1.3 Một số tiêu chuẩn đối với bơ cacao làm nguyên liệu sản xuất sôcôla [14]

Hình 1.5 Qui trình sản xuất sôcôla [8]

1.1.2 Các sản phẩm từ cây cacao

1.1.2.1 Sản phẩm sôcôla và tác động của sôcôla với sức khỏe

Sôcôla là một sản phẩm cao cấp từ hạt cacao, sôcôla xuất phát từ tiếng

“Xôcolatl” trong ngôn ngữ Aztec: thức uống pha chế từ cacao Sôcôla được mô tả như một hệ huyền phù gồm các thành phần hạt không béo (đường, cacao rắn, sữa bột) phân tán trong bơ cacao như một pha liên tục [16, 32, 33]

Sôcôla còn có thể được chế thành thức uống (được gọi là cacao nóng hay sôcôla nóng)

Hình 1.4 Sản phẩm sôcôla [42]

Sơ bộ về qui trình sản xuất sôcôla:

Cacao

Đường Hương liệu

Nhào trộn Nghiền Đảo trộn nhiệt

Ổn định nhiệt Rót khuôn Làm lạnh Bao gói

Các sản phẩm từ sữa Chất nhũ hóa

Bơ cacao

Sôcôla

Thuyết minh qui trình sản xuất:

 Nhào trộn: tiến hành cho cacao, bơ cacao đã đun tan chảy đem đi nhào trộn

cùng với các thành phần phụ khác (đường, sữa, hương liệu, chất nhũ hóa) phù hợp theo từng loại sôcôla Việc nhào trộn giúp cho các nguyên liệu phân bố đều vào nhau tạo thành dung dịch sôcôla huyền phù, trong đó pha liên tục là bơ cacao và các chất béo có mặt, còn pha phân tán là bột cacao, đường, sữa… [10, 24]

 Nghiền: để đảm bảo không có bất kỳ hạt cacao, đường, sữa bột nào còn gây

cảm giác sạn trong miệng, nghĩa là giảm kích thước hạt xuống dưới 30μm Tạo kích thước đồng đều nhưng cũng không có quá nhiều hạt quá mịn, giúp kết hợp các thành phần lại với nhau

 Đảo trộn nhiệt: mục đích nhằm phân đều nhiệt độ trong dung dịch lỏng

sôcôla, giúp loại bỏ các chất dễ bay hơi như các axit ẩm, axit dễ bay hơi, các hợp chất

có mùi vị đắng ra khỏi sôcôla Đồng thời tạo trạng thái đồng nhất về kích thước hạt, không gây cảm giác sạn khi ăn Việc khuấy trộn hỗn hợp hoàn thành khi toàn bộ các hạt rắn trong sôcôla được bao phủ bên ngoài bởi bơ cacao, tạo cho sôcôla hương vị, cấu trúc đặc biệt

 Ủ trộn nhiệt (tempering): điều chỉnh độ nhớt trước khi tạo hình, làm cho

các tinh thể chất béo trong bơ cacao được kết tinh ở trạng thái ổn định Nhờ đó sẽ tránh hiện tượng các tinh thể chất béo kém bền chuyển thành dạng bền hơn trong quá trình bảo quản, tạo cho sản phẩm có bề mặt bóng, đẹp, độ giòn nhất định, nhiệt độ tan chảy của sản phẩm phù hợp với thân nhiệt con người và giúp dễ tách khuôn về sau Ủ trộn nhiệt trải qua 3 giai đoạn chính là đầu tiên sẽ làm tan chảy toàn bộ tinh thể sôcôla (48 – 50°C) kế tiếp ta hạ nhiệt độ xuống khoảng 26°C tại đây sẽ khởi đầu quá trình kết tinh, sau đó đưa đến khu vực ấm hơn (31 – 33°C) để làm chảy các dạng không bền

 Tiếp theo thực hiện rót khuôn tạo hình, làm lạnh sau đó bao gói sôcôla để tránh việc sôcôla tiếp xúc lâu dài với không khí trong môi trường làm oxy hóa sôcôla

và không tạo điều kiện cho nấm mốc, vi sinh vật phát triển Cuối cùng đem đi bảo quản thành phẩm sôcôla

Sôcôla được chia thành nhiều dạng với những mùi vị khác nhau nhờ việc pha trộn các thành phần khác nhau hoặc cũng có thể do nhiệt độ và thời gian rang hạt cacao, có thể được phân loại thành các loại sau [35]:

Sôcôla đen là sôcôla không pha lẫn sữa, còn được gọi là sôcôla nguyên chất,

thành phần chính gồm bột cacao, bơ cacao và đường

Sôcôla trắng thành phần gồm bơ cacao, đường, sữa

Sôcôla sữa thành phần chính gồm bột cacao, bơ cacao, đường và sữa

Sôcôla là một sản phẩm tuyệt vời mà con người ta đã tạo ra Ngoài hương vị của nó đem lại, sôcôla còn đem đến những tác dụng vô cùng có lợi cho sức khỏe chúng ta Thành phần hóa học trong sôcôla gồm: protein, carbohydrat, chất béo, chất khoáng, ngoài ra còn chứa một ít vitamin Đây là một loại thực phẩm gần như hoàn chỉnh về các thành phần dinh dưỡng, cung cấp năng lượng lớn (500kcalo/100g sôcôla), chứa chất chống oxy trong thực phẩm giúp bảo vệ cơ thể chống lại các gốc

tự do gây tổn hại các tế bào trong cơ thể Năm 1999, các bác sĩ từ các quốc gia Viện

y tế công cộng và môi trường ở Bilthoven ở Hà Lan đã kiểm tra sôcôla đen chứa catechins Họ tìm thấy rằng sôcôla đen chứa 53,5 mg/100g, bằng 4 lần trong trà, và uống mỗi ngày một tách trà làm giảm đi cơ hội gây đau tim Kể từ đó rất nhiều ngiên cứu đã được thực hiện cho thấy được tác động có lợi của cacao đối với bệnh tim và

có thể là một số bệnh ung thư [15] Một nghiên cứu ở Ý về tác dụng của sôcôla đối với người tiểu đường, những người ăn sôcôla đen mỗi ngày một lần trong 15 ngày đã thấy tiềm năng giảm kháng insulin xuống gần một nửa… [46] Ngoài ra sôcôla còn chứa một lượng nhỏ Theobromine, đây là một loại chất kích thích nhưng hậu quả không giống như cà phê hay trà nên rất tốt cho sức khỏe Sôcôla còn có tác dụng chống còi xương vì nó có các P tự nhiên, vitamin D, tuy nhiên cần phải sử dụng hợp

lý, không nên lạm dụng, việc dùng quá nhiều sôcôla cũng sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe chúng ta

1.1.2.2 Một số sản phẩm khác

Quả cacao và hạt cacao chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, chứa các thành phần như threobromine, caffeine, các axit hữu cơ, các loại gluxit, protein, một số chất thơm

và các chất tro Chính vì thế, người ta ứng dụng chế biến, sản xuất ra các sản phẩm bắt nguồn từ cacao, mang lại nhiều giá trị dinh dưỡng cho con người Hạt cacao được bao bọc bởi lớp áo dạng cơm mềm, ướt, mùi rất thơm Lớp cơm này chưa nhiều đường, pentosan, axit citric và muối, có thể sử dụng lớp cơm này làm sinh tố, kem hoặc cô đặc làm nước trái cây

- Sản xuất nước giải khát, nước ép từ trái cacao từ hạt cacao tươi còn thịt quả, sau đó thêm nước và đem chiết lấy phần nước cùng với thịt quả, thêm đường, tiếp theo đem đi lọc rồi thanh trùng ta sẽ được sản phẩm nước ép từ trái cacao khá bổ dưỡng [26]

- Sản xuất rượu cacao, người ta đun sôi nước trái cây tươi, để nguội và sau đó lên men với nấm men để tạo thành sản phẩm rượu

Hình 1.6 Nước ép cacao và rượu cacao [47]

Một khi hạt cacao được lên men và sấy khô sẽ tạo ra những sản phẩm có giá trị cao như bơ cacao, bột cacao và đặc biệt là sản phẩm sôcôla Bơ cacao và bột cacao được ứng dụng khá đa dạng trong thực phẩm với nhiều sản phẩm Có thể kể đến như: làm nước cacao nóng, bánh kẹo làm phụ liệu cho các sản phẩm khác (mứt, kem…)

1.1.3 Giá trị của cây cacao đối với các ngành khác

Cùng với các loại cây khác, cây cacao đang là một loại cây nông sản đem lại giá trị lớn cho chúng ta Trái cacao được tận dụng tất cả vỏ, hạt tươi, hạt được lên men và sấy khô để xử lý, chế biến thành các sản phẩm phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau

- Cacao được ứng dụng hỗ trợ cho y học trong tá dược phổ biến với công nghệ bào chế dược phẩm, trong ngành dược được sản xuất thuốc cho trẻ em, thuốc trợ tim

từ cacao tinh chất, thuốc làm giảm huyết áp… Mặc dù về sau này công nghệ phát triển, có nhiều loại tá dược nguồn gốc hóa chất được sử dụng nhiều hơn nhưng vẫn không quên nguồn tá dược khá tốt này

- Bơ cacao có khả năng giữ ẩm rất tốt nên thường được các chuyên gia khuyên dùng để phòng ngừa vết rạn da ở phụ nữ mang thai Giúp điều trị dứt điểm và dưỡng

ẩm cho da nứt nẻ và môi khô, công dụng như một loại kem dưỡng ẩm hàng ngày, hỗ trợ trong điều trị bệnh eczema Bên cạnh đó, bơ cacao còn được ứng dụng để làm bánh xà phòng để tắm, rửa tay, giúp làm sạch da, giữ ẩm, chống lão hóa, làm mềm mịn cho da Ngoài ra bơ cacao, bột cacao và sôcôla đen cũng được sử dụng để làm đẹp, bằng cách đắp mặt nạ, sử dụng cacao để tẩy tế bào chết sẽ không chỉ chống lão hóa mà còn giúp da rất mềm mịn như da em bé [45]

- Ngoài ra, trong nông nghiệp, thành phần vỏ quả cacao chưa 3 – 4% kali trên trọng lượng chất khô, đây sẽ là nguồn phân bón giàu kali Vỏ quả cacao cũng có thể được đem đi xay nhỏ để độn vào thức ăn cho bò, cừu, dê, heo, gà Hoặc có thể đem

đi phơi khô ngay sau khi thu hoạch, sau đó xay thành bột trộn vào thức ăn hoặc đem

đi vo viên lại cho gia súc ăn [48]

1.2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Tổng quan về lưu biến trong công nghệ thực phẩm

Lưu biến học với tên tiếng Anh là “rheology” được giáo sư Bingham – Trường Đại học Lafayette (Mỹ) sử dụng lần đầu tiên vào năm 1929 Theo ông “rheo” là sự chảy và “logy” là môn khoa học, như vậy lưu biến học có nghĩa là “khoa học nghiên cứu về sự chảy” Ngày nay lưu biến học được định nghĩa như là ngành khoa học nghiên cứu về sự biến dạng và sự chảy của vật chất, hay nói cách khác nghiên cứu cách hoạt động của vật chất dưới tác dụng của ứng suất [1]

Đối tượng của lưu biến thực phẩm là nguyên liệu, sản phẩm, có nghĩa trong việc nghiên cứu phát triển sản phẩm mới, trong chế biến và kiểm tra chất lượng thành

phẩm Tác giả Đặng Minh Nhật cũng đã đề cập đến những vấn đề về lưu biến trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm trong cuốn sách “Lưu biến học thực phẩm, năm 2011”, việc nghiên cứu lưu biến giúp:

- Tính toán các quá trình và thiết bị, bao gồm các thiết bị như ống dẫn, bơm, máy đùn, máy khuấy trộn, máy tạo vỏ, thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị đồng hóa và thiết bị đo độ nhớt tại chỗ

- Xác định chức năng của các thành phần nguyên liệu trong nghiên cứu phát triển sản phẩm như quá trình tạo gel, độ bền của sản phẩm,…

- Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm và thành phẩm

- Kiểm tra thời gian bảo quản

- Đánh giá tương quan giữa phép đo kết cấu thực phẩm bằng công cụ với phép đánh giá cảm quan, tìm hiểu ảnh hưởng của độ nhớt đến cảm nhận mùi vị, kết cấu,…

- Phân tích phương trình trạng thái lưu biến

Ngoài ra, việc xác định kích thước ống dẫn trong các hệ thống thanh trùng, tiệt trùng thực phẩm, cũng như việc tính toán các quá trình truyền nhiệt khác cũng đòi hỏi xem xét kỹ các mô hình lưu biến của chất lỏng, sự phân bố vận tốc trong các ống dẫn…

Thực phẩm là nhóm vật liệu đa dạng và phức tạp, đó thường là những hệ phân tán đa cấu tử được cấu tạo từ nhiều hợp phần khác nhau Một số ở trạng thái lỏng, một số ở trạng thái rắn hoặc bán rắn Mỗi thực phẩm có kiểu hoạt động lưu biến riêng, tức là dưới tác động của ngoại lực chúng sẽ có quan hệ giữa ứng suất và biến dạng đặc trưng riêng Việc hiểu biết chính xác mô hình lưu biến của thực phẩm có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu phát triển sản phẩm, kiểm tra sản xuất hoặc thiết kế quá trình và thiết bị… [1] Phép đo lưu biến gồm đo độ nhớt và đo độ rắn hay nói cách khác gồm lưu biến chất lỏng (độ nhớt) và lưu biến chất rắn (độ cứng), được tóm tắt theo sơ đồ Hình 1.7

Lưu biến học

Biến dạng Dòng chảy

Không đàn hồi

Độ nhớt là yếu tố quan trọng nhất biểu hiện tính chất lưu biến, đây là một thông

số chính khi thực hiện bất kỳ phép đo lưu lượng chất lỏng Độ nhớt là đại lượng vật

lý đặc trưng cho trở lực do ma sát nội tại sinh ra giữa các phân tử khi chúng có sự chuyển động trượt lên nhau [7] Như vậy, một chất lỏng có độ nhớt cao hơn sẽ có tốc

độ chảy chậm hơn Đơn vị đo của độ nhớt là Poise (P), centipoise (cP), Pa.s…

Độ nhớt của mọi chất lỏng giảm khi nhiệt độ tăng do chuyển động Brown của các chất lỏng và độ nhớt càng lớn khi nhiệt độ càng thấp Việc đo độ nhớt có thể sử dụng nhớt kế dạng ống (nhớt kế mao quản, nhớt kế ống, nhớt kế mao quản áp) hoặc dạng quay (nhớt kế nón và đĩa, nhớt kế cánh khuấy, nhớt kế đĩa song song) [2] Độ nhớt có liên quan đến khả năng thực hiện các quá trình bơm, vận chuyển chất lỏng trong các đường ống, khả năng thực hiện các quá trình phun, bay hơi của vật liệu, khả năng ngăn cản quá trình lắng xuống hay nổi lên của vật chất khác trong nó… Nhiều nhà sản xuất hiện nay xem độ nhớt như một phần quan trọng của chương trình nghiên cứu, phát triển và kiểm soát quá trình công nghệ Có thể xem các phép đo độ nhớt là

cách làm nhanh, chính xác và đáng tin cậy để phân tích một số yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất, giá trị và phương pháp bảo quản sản phẩm

Có hai dạng chất lỏng chủ yếu đó là chất lỏng Newton (nước, mật ong…) và chất lỏng phi Newton (đa số là các thức phẩm dạng lỏng…) Trong đó, sôcôla lỏng

là một chất lỏng phi Newton, là hỗn hợp phân tán của các cấu tử ở dạng (lỏng, rắn hoặc bán rắn hay bán lỏng) khác nhau Hay nói cách khác, sôcôla được mô tả là một

hệ huyền phù gồm thành phần là các hạt không béo phân tán trong bơ cacao như một pha liên tục [24] Trong quá trình đo lưu biến lỏng, nếu độ nhớt quá thấp, lượng bơ cacao phủ khối sôcôla lớn, tốc độ chảy khá mạnh Nếu độ nhớt quá cao, bọt khí có thể hình thành trong cấu trúc của khối sôcôla Bên cạnh đó mùi vị, nhiệt độ tan chảy, nhiệt độ đóng rắn, nhiệt độ bảo quản của sôcôla cũng có quan hệ mật thiết với độ nhớt Chính vì vậy việc xác định độ nhớt để áp dụng trong sản xuất khá cần thiết cho phép dự đoán điểm hóa rắn của sản phẩm sôcôla từ đó quyết định được nhiệt độ, thành phần và các thông số khác cho quá trình sản xuất Ngoài ra, xác định độ nhớt giúp tính toán quá trình bơm sôcôla, nhằm ứng dụng vận chuyển sôcôla trong quá trình sản xuất, một chất lỏng có độ nhớt cao đòi hỏi nhiều năng lượng để bơm hơn chất có độ nhớt thấp

 Lưu biến chất rắn

Độ cứng biểu thị cho mức độ chịu lực của nguyên liệu thực phẩm đối với lực tác động vào nó, độ cứng là thuộc tính cơ học của cấu trúc liên quan tới cường độ lực cần để làm cho nguyên liệu thực phẩm biến dạng hoặc để có thể đâm xuyên qua thực phẩm

Phép đo phân tích độ cứng mô tả chính xác đặc tính cấu trúc của thực phẩm [50] Kết quả của các phép đo độ cứng phụ thuộc vào đặc tính cấu trúc của thực phẩm đó,

độ cứng giảm dần từ trạng thái cứng giòn, cứng, dai, mềm Để xác định độ cứng của thực phẩm dạng rắn ta có thể sử dụng các phép đo như đâm xuyên, uốn cong, nén ép, kéo dãn, phép đo cắt (Hình 1.8)

Hình 1.8 Phép đo lưu biến chất rắn ép nén và đâm xuyên [7]

Độ cứng của thực phẩm sau khi thực hiện phép đo được thể hiện một cách tổng quát qua Hình 1.9 sau:

Thời gian

Vùng 1

Vùng 2

Hành trình xuống Hành trình lên

dụng việc đo độ cứng trong việc khuyến cáo người tiêu dùng cách sử dụng phù hợp với độ cứng của sản phẩm Ngoài ra, nhờ phép đo lưu biến nhà sản xuất sẽ thiết kế sử dụng loại bao bì hợp lý theo sản phẩm, từ đó tạo ra sản phẩm với chất lượng tốt nhất Nói chung, tính chất lưu biến rất quan trọng đối với nhiều lĩnh vực của đời sống, các ngành kỹ thuật nói chung và thực phẩm nói riêng Đây là nhóm tính chất quan trọng có ảnh hưởng lớn đến việc thiết kế các quá trình công nghệ và thiết bị sản xuất, kiểm tra chất lượng sản phẩm và phát triển sản phẩm mới

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Hiện nay, dựa trên nguồn nguyên liệu có sẵn, chúng ta không chỉ sản xuất hạt cacao thô mà các công ty đã thành lập và đã chế biến ra các sản phẩm dạng bột cacao,

bơ cacao Nhằm hướng đến sản xuất sôcôla và các sản phẩm từ cacao có chất lượng cao, phù hợp với điều kiện tại Việt Nam như khí hậu nóng ẩm, đảm bảo ngăn bơ cacao tan chảy ở nhiệt độ thường và đưa sản phẩm tới gần mọi người hơn với một giá

bì phù hợp, cách sử dụng tốt nhất

1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Cho đến hiện tại có khá nhiều các nghiên cứu nói về sản xuất sôcôla, các tính chất của sản phẩm, các ảnh hưởng của quá trình sản xuất đến chất lượng sản phẩm hay các vấn đề liên quan khác Cụ thể trong nước có một số đề tài của các sinh viên… nói về qui trình sản xuất sôcôla và các yếu tố ảnh hưởng, như trường Đại học Công nghiệp tác giả Nguyễn Thị Tuyết Nga nói về qui trình sản xuất sôcôla thanh [5] Tuy nhiên nghiên cứu về tính chất lưu biến của cacao, bơ cacao và các thành phần phụ khác thì vẫn còn khá ít, chủ yếu chỉ sơ bộ về đặc tính lưu biến Có thể kể đến nhóm

sinh viên Nguyễn Khắc Quý thuộc Khoa Công nghệ thực phẩm Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và tính lưu biến trong quá trình sản xuất sôcôla (2013) [6]

1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới có khá nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học đã tìm hiểu về sôcôla, các tính chất của sôcôla, đặc tính lưu biến của các loại sôcôla ở các nhiệt độ

và ảnh hưởng của các thành phần khác đến tính chất lưu biến của sôcôla… Cụ thể Afoakwa và cộng sự (2008) đã nghiên cứu về đặc tính nóng chảy của sôcôla đen từ

sự khác nhau của phân phối kích thước hạt Theo tác giả, diện tích bề mặt và kích thước hạt ảnh hưởng đến độ cứng, độ nhớt, dòng chảy của sôcôla Những hạt có kích thước nhỏ sẽ cải thiện được giá trị cảm quan của sản phẩm, nhưng độ nhớt, độ cứng tăng do thay đổi diện tích bề mặt hạt tiếp xúc với chất béo Kích thước hạt tối ưu làm giảm sự thay đổi độ nhớt và giúp cải thiện việc kiểm soát quá trình công nghệ Cũng theo tác giả, khi tăng hàm lượng chất béo làm tăng sự ổn định trong sự hình thành độ kết tinh của sản phẩm ở quá trình tempering, trong thí nghiệm sản phẩm có chứa 25% chất béo có tinh thể nhỏ nhất, tiếp theo là 30%, 35% chất béo có kích thước tinh thể lớn nhất, gây xu hướng thay đổi đáng kể về nhiệt độ kết thúc, tan chảy của sản phẩm Tương tự như vậy khi tăng lecithin từ 0,3% - 0,5% cũng làm giảm mức độ kết tinh của tinh thể với sự khác biệt đáng kể ở nhiệt độ kết thúc, tan chảy [10]

Cũng có thể kể đến nghiên cứu của tác giả Virginia Glicerina đã tìm hiểu về ảnh hưởng của qui trình sản xuất đến cấu trúc vi mô, đặc tính lưu biến, đặc điểm nhiệt độ của sôcôla đen Qua việc khảo sát ảnh hưởng của qui trình sản xuất Glicerina đã rút

ra được rằng việc thêm chất béo và lecithin sẽ gây giảm tương tác và gây giảm tất cả các thông số lưu biến cũng như nhiệt độ Kết quả cho thấy cấu trúc vi mô liên quan chặt chẽ đến đặc tính lưu biến và nhiệt, trong thực tế từ bước phối trộn đến các bước

xử lý tiếp theo đã có sự gia tăng mạnh mẽ của tất cả các thông số lưu biến và nhiệt Kết quả thu được về sự thay đổi xảy ra ở từng giai đoạn sản xuất rất hữu ích để tối ưu hóa hiệu quả quá trình sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng [22]

Năm 2004, tác giả Jenni L Briggs cùng cộng sự đã thực hiện nghiên cứu về ảnh hưởng của quá trình nghiền và thời gian đến tính chất lưu biến trong quá trình ủ trộn nhiệt của sôcôla sữa Bằng việc thực hiện nghiên cứu lưu biến với sôcôla sữa thương mại có sẵn, tác giả đã cho thấy rõ được sự ảnh hưởng của quá trình tempering đến độ nhớt, việc tăng độ nhớt được gây ra từ sự hình thành các cấu trúc tinh thể Và Jenni

L Briggs đã kết luận được rằng dữ liệu lưu biến có thể được sử dụng để suy luận gián tiếp ảnh hưởng của độ nghiền, thời gian nghiền đến sự kết tinh sôcôla và gây thay đổi

độ nhớt Theo tác giả, tại tốc độ cắt cao hơn độ nhớt tăng lên rõ ràng, và giảm nhanh chóng ngay khi giai đoạn ủ bắt đầu, có thể là do tăng độ kết tinh [18]

Tìm hiểu về ảnh hưởng của chất làm ngọt đến đặc tính lưu biến của sôcôla đã được Ahmet Sokmen, Gurbuz Gunes cùng cộng sự quan tâm vào năm 2006 Họ đã thực hiện nghiên cứu thử nghiệm các chất làm ngọt thay thế đường sucrose bằng các chất làm ngọt khác (maltitol, isomalt, xylitol) với các kích cỡ hạt khác nhau Nghiên cứu đã cho thấy rằng kích thước hạt càng tăng làm độ nhớt giảm đáng kể, kích thước hạt càng lớn làm cho diện tích bao phủ bề mặt hạt càng thấp với một lượng chắt rắn nhất định Và ông đã chỉ ra được sôcôla bổ sung maltitol có đặc tính lưu biến tương

tự như sôcôla sử dụng đường sucrose Maltitol tạo cho sản phẩm có độ cứng tốt hơn

và được cho là lựa chọn tốt thay thế sucrose trong sôcôla Sôcôla sử dụng isomalt có

độ nhớt dẻo cao hơn còn xylitol làm cho chỉ số của trạng thái dòng chảy cao hơn Tác giả cũng đã kết luận rằng, khi kích thước hạt tăng làm độ nhớt giảm đáng kể, nên chọn một chất thay thế sucrose có kích thước lớn hơn để cải thiện tính chất lưu biến của sôcôla, nhưng đồng thời phải nhỏ vừa đủ để tạo ra đặc tính cảm quan tốt [33] Nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc sử dụng các chất béo thay thế bơ cacao đã được V.Divya và cộng sự thực hiện nghiên cứu tiêu chuẩn hóa hàm lượng tối ưu các sản phẩm từ dừa trong sôcôla dựa trên sự chấp nhận của người tiêu dùng, thực hiện vào năm 2017 Đây là một nghiên cứu sản xuất sôcôla sử dụng dầu dừa, kem dừa và sữa dừa để thay thế cho bơ cacao Tiến hành làm mẫu sôcôla đối chứng có tỷ lệ phần trăm các thành phần là 40% bơ cacao, 40% đường và 20% bột cacao Sản xuất thử nghiệm sôcôla thay thế bơ cacao bằng dầu dừa (ép lạnh), kem dừa (95% nước cốt

dừa, 29% béo trong đó 90% bão hòa), sữa dừa (85% nước cốt dừa, chất béo 25% trong đó 75% bão hòa) Tỷ lệ thay bơ cacao từ 10%, 20%, 30% đến 40% để so sánh với mẫu đối chứng, từ đó tối ưu hóa sôcôla dựa trên sự chấp nhận của người tiêu dùng nhằm giảm chi phí sản xuất nhưng vẫn tạo ra một sản phẩm chất lượng Nghiên cứu

đã tìm ra được mức thay thế bơ cacao tốt nhất đối với dầu dừa là 10%, kem dừa là 20% và sữa dừa là 30% [20]

Về ảnh hưởng của sữa đến tính chất lưu biến của sôcôla cũng đã có khá nhiều nhóm tác giả chú ý và nghiên cứu [9, 11, 23, 27, 28, 29, 30…] Cụ thể như nghiên cứu ảnh hưởng của sữa bột trong sôcôla của tác giả B Liang và RW Hartel (2004) Nghiên cứu đã cho ta thấy được các đặc tính vật lý của sữa bột sử dụng trong sôcôla có thể tác động đáng kể đến quá trình chế biến Nhiệt độ tan chảy, độ nhớt, độ cứng phụ thuộc vào hàm lượng chất béo tự do trong sữa bột, hàm lượng chất béo tự do cao làm giảm độ nhớt của sôcôla Nếu các hạt có kích thước nhỏ, độ nhớt càng cao và bổ sung chất béo là cần thiết để áo ngoài tốt các hạt, làm giảm độ nhớt Nghiên cứu cho thấy rằng bản chất của sữa bột sẽ ảnh hưởng đến độ cứng của sôcôla, bột sữa với đặc điểm khác nhau sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định của sôcôla theo những cách khác nhau [28] Bên cạnh đó, Hesam anwari Ardakani và cộng sự cũng đã nghiên cứu về dòng chảy mao dẫn của sôcôla sữa, nghiên cứu đã cho thấy rõ sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến trạng thái và hình thức sản phẩm cuối cùng, nhiệt độ chế biến là yếu tố quan trọng đối với chất lượng sôcôla thành phẩm Tác giả cũng tìm ra rằng đặc tính lưu biến về độ nhớt của sôcôla sữa giảm dần và có sự khác biệt rõ rệt ở khoảng nhiệt độ trên và dưới 30°C, tại đây sôcôla sữa có đặc tính lưu biến như là của một chất rắn Việc giảm độ nhớt ở 30°C được giải thích bởi sự gia tăng hàm lượng chất béo – chất béo do một phần tan chảy của bơ cacao với chất béo trong sữa Hesam anwari Ardakani và cộng sự đã kết luận rằng các tính chất lưu biến có

sự khác biệt rõ rệt ở nhiệt độ trên, dưới 30°C (khoảng nhiệt độ tempering) Ở nhiệt

độ nhỏ hơn 30°C sôcôla như một chất rắn mềm, ở nhiệt độ trên 30°C sôcôla ở trang thái nhớt, đàn hồi dẻo [11]

Qua các công trình nghiên cứu đã cho ta thấy rõ hơn về sự ảnh hưởng của đặc điểm các thành phần chính và thành phần phụ (đường, sữa, lecithin, các chất béo thêm

vào…), ảnh hưởng của quy trình sản xuất đến đặc tính, tính chất, độ nhớt, độ cứng hay chất lượng cảm quan của sôcôla

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của sôcôla

1.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng lớn đến tất cả các sản phẩm chứ không riêng gì các sản phẩm từ cacao, bơ cacao, có nghĩa là chất lượng sản phẩm sôcôla cũng bị tác động rất lớn bởi nhiệt độ Trong quá trình sản xuất sôcôla, nhiệt độ là yếu tố hết sức quan trọng liên quan đến từng công đoạn sản xuất Ở mỗi công đoạn sẽ có yêu cầu nhiệt độ sản xuất, bảo quản khác nhau, từ đó hình thành nên các tính chất đặc trưng cho sôcôla về mùi vị, cấu trúc… Đặc biệt nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt của sôcôla, khi nhiệt độ càng tăng độ nhớt của hỗn hợp sôcôla sẽ càng giảm Từ đó người ta sẽ quan tâm đến độ nhớt của sôcôla trong quá trình bơm, đẩy vận chuyển hỗn hợp sôcôla lỏng Nếu độ nhớt quá cao sẽ cần năng lượng bơm, đẩy lớn, gây hao phí nhiên liệu, tăng chi phí sản xuất Đồng thời sản phẩm có được bảo quản ở nhiệt

độ tốt hay không sẽ liên quan trực tiếp đến thời gian sử dụng sôcôla, điều này gây khó khăn cho những vùng có khí hậu nóng ẩm, dễ gây tan chảy sôcôla Vì vậy, người

ta luôn mong muốn làm sao để tăng nhiệt độ nóng chảy lên, nghĩa là làm cho cấu trúc sôcôla giống với dạng rắn ban đầu khi nhiệt độ lên cao

- Trong quá trình sản xuất sôcôla nhiệt độ cần ổn định, đủ cao để làm tan chảy tất cả bơ cacao, hình thành phản ứng Maillard giữa các axit amin và đường khử tạo màu mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, đồng thời nhiệt độ phải đạt đủ mức làm tan chảy tất cả khối sôcôla

- Trong sản xuất sôcôla, đặc biệt ở quá trình ủ nhiệt, nhiệt độ đóng vai trò rất quan trọng để cho ra sản phẩm chất lượng tốt, bởi công đoạn này thực chất là quá trình tăng giảm nhiệt độ của sôcôla lỏng, để chỉ có dạng tinh thể V của bơ cacao được hình thành Các dạng tinh thể của bơ cacao có điểm nóng chảy thấp thì ít ổn định hơn (dạng IV) với nhiệt độ khoảng 27-28°C và có xu hướng biến đổi thành dạng ổn định hơn (dạng V) nhiệt độ khoảng 31-33°C Chính vì vậy, người ta dựa theo điều này để sản xuất sôcôla với công đoạn ủ nhiệt trải qua các nhiệt độ trên, tạo nên thanh sôcôla

rắn chắc, bề mặt bóng đẹp, khi bẻ sẽ có tiếng kêu giòn Ngoài ra, chúng ta chú ý đến nhiệt độ để đảm bảo khối cacao và bơ cacao không kết tinh quá sớm, gây khó khăn cho việc rót khuôn sản phẩm

- Đối với sôcôla thành phẩm cần được bảo quản mát để khối sôcôla giữ được

độ cứng Sau khi cho ra thị trường, những vùng khí hậu nóng dễ gây ảnh hưởng đến chất lượng sôcôla, do vậy việc bảo quản lạnh hết sức quan trọng Người ta đã cố gắng thêm các thành phần phụ khác để sôcôla có nhiệt độ nóng chảy cao hơn

Chính vì vậy, có thể thấy được sự ảnh hưởng lớn của nhiệt độ đến sôcôla Nhiệt

độ liên quan đến từng công đoạn sản xuất, nhiệt độ càng cao làm độ nhớt càng thấp

và ngược lại; chất lượng và độ cứng của khối sôcôla thành phẩm cũng bị tác động khá lớn bởi nhiệt độ Vậy nên, đây là yếu tố cần đặc biệt lưu ý trong sản xuất sôcôla, tạo được sản phẩm có chất lượng tốt

Ngược lại, khi tỷ lệ bơ cacao thấp, tỷ lệ bột cao sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình phối trộn, đảo trộn Khi tỷ lệ bột cacao tăng, hỗn hợp có được trở nên đặc hơn, độ nhớt quá lớn, việc đồng hóa cũng gặp nhiều khó khăn Từ đó tốn năng lượng để bơm sôcôla, gây hao tổn chi phí sản xuất

Thành phần bơ cacao khi bổ sung vào để khảo sát liên quan trực tiếp đến độ nhớt của mẫu sôcôla khi đo Tác động bôi trơn của chất béo bơ cacao sẽ là nguyên nhân làm thay đổi thông số lưu biến, độ nhớt tăng giảm theo lượng bơ bổ sung [23], càng nhiều bơ độ nhớt càng giảm

1.3.3 Ảnh hưởng của các thành phần phụ

Ngoài các thành phần chính trong sản xuất sôcôla (bột cacao, bơ cacao) còn có đường, sữa, chất tạo hương, mùi, chất tạo nhũ, sử dụng thêm tinh bột… Mỗi thành phần có tính chất riêng biệt, chính điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính như màu, mùi, vị, độ nhớt, độ cứng, cấu trúc… của sôcôla

1.3.3.1 Ảnh hưởng của đường

Đường là một nguyên liệu được sử dụng phổ biến trong chế biến và bảo quản thực phẩm Trong sản xuất sôcôla, đường là một thành phần khá quan trọng giúp tạo

vị ngọt cho sôcôla, làm cho sản phẩm có vị dễ chịu hơn, góp phần tạo giá trị cảm quan đặc trưng cho sôcôla (mùi, vị, cấu trúc), cung cấp năng lượng cho sản phẩm Hiện nay, đường saccarozơ là chất tạo vị ngọt được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất sôcôla Trong sôcôla, saccarozơ tồn tại ở dạng tinh thể Thông thường, kích thước mong muốn của tinh thể đường trong sôcôla nên nhỏ hơn 30μm Trong quá trình chế biến, sau khi đã nhào trộn để nghiền tinh đường đạt đến trạng thái theo yêu cầu sẽ tốn nhiều năng lượng và thời gian Ngoài ra, cần chú ý đến hiện tượng tái kết tinh trong quá trình bảo quản sản phẩm, gây hiện tượng nở hoa, làm giảm độ bóng mịn của bề mặt sôcôla, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm Thông thường, đường dùng trong sản xuất sôcôla là đường tinh luyện (refined extra – RE), có hàm lượng đường saccarozơ không thấp hơn 99,9%, hàm ẩm nhỏ hơn 0,06%, đường nghịch đảo không vượt quá 0,04% Kích thước thông thường của tinh thể đường là 0,5 – 1,25mm, một

số sản phẩm sôcôla đòi hỏi đường saccarozơ phải có kích thước xấp xỉ 0,2mm [3]

Đường có ảnh hưởng khá lớn đến đặc tính lưu biến của sôcôla, làm cho sôcôla chảy hơn, khi kích thước hạt đường tăng làm độ nhớt và độ cứng của sản phẩm cũng tăng theo [33]

1.3.3.2 Ảnh hưởng của sữa

Sữa là thành phần không thể thiếu trong sôcôla sữa và sôcôla trắng Sữa và các sản phẩm từ sữa được sử dụng trong sản xuất sôcôla bao gồm sữa bột gầy, sữa nguyên kem, sữa giàu béo, bột whey, chất béo khan từ sữa Việc bổ sung các nguyên liệu này vào sôcôla nhằm thay đổi tính chất cấu trúc của sôcôla, góp phần làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm sôcôla (mùi, vị) và làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng của sản

phẩm Khi sử dụng các nguyên liệu này, ngoài các chỉ tiêu về an toàn thực phẩm thì hàm ẩm là thông số được quan tâm nhiều nhất Độ ẩm cao sẽ làm tăng độ nhớt của sôcôla, ảnh hưởng đến các quá trình sản xuất sôcôla Do đó, ta nên chọn nguyên liệu

có độ ẩm càng thấp càng tốt Trong công nghiệp sản xuất sôcôla thì nguồn nguyên liệu sữa thường ở dạng sữa bột [3]

Trong sữa chứa một lượng chất béo, bổ sung sữa theo những tỷ lệ làm giảm độ nhớt của sôcôla, nhờ vào hiệu ứng eutectic giữa hai chất béo không tan vào nhau làm tăng độ chảy của sôcôla Việc bổ sung chất béo sữa sẽ làm mềm sản phẩm và làm giảm đi tính bền nhiệt [51]

1.3.3.3 Dầu thực vật

Trong sản xuất sôcôla bơ cacao là thành phần quan trọng nhất, bơ cacao có điểm nóng chảy khoảng 34 – 38°C nên sôcôla là một chất rắn ở nhiệt độ phòng có thể dễ dàng tan chảy trong miệng khoảng 37°C, điều này làm nên sự đặc trưng đặc biệt của sôcôla Tuy nhiên chính đặc điểm dễ tan chảy của bơ cacao khiến sản phẩm sôcôla cần được bảo quản tốt, nhưng vùng khí hậu nóng ẩm thì gây nhiều trở ngại cho bảo quản sôcôla Hiện nay, người ta thay thế một phần của bơ cacao trong sôcôla bằng dầu thực vật làm tăng tính bền nhiệt của sôcôla Đồng thời, thay thế một phần bơ cacao bằng dầu thực vật giúp hạ giá thành của sản phẩm sôcôla

Dầu thực vật có tính chất khác với bơ cacao, có tính bền nhiệt cao hơn bơ cacao Nhiệt độ tan chảy của dầu thực vật có xu hướng cao hơn nhiệt độ tan chảy của bơ cacao Vì vậy, chúng có khả năng chịu nhiệt tốt hơn, và đây là thành phần thay thế khá tốt trong sản xuất sôcôla Đã có các nghiên cứu trên thế giới về việc nghiên cứu thay thế bơ cacao bằng dầu dừa, dầu cọ, tuy nhiên khi sử dụng các loại dầu khác để thay bơ cần có một quy trình đặc biệt để tạo ra đặc điểm đặc trưng của bơ cacao là tan chảy trong miệng, khi đó mới có thể tạo nên sôcôla có chất lượng tốt

Nghiên cứu của V.Divya, D.Baskaran và cộng sự vào năm 2017 cũng thử nghiệm thêm dầu dừa, kem dừa và sữa dừa để giảm giá thành sôcôla, tạo ra một sản phẩm sôcôla tương tự Trong dầu dừa có chứa các axit béo như axit lauric, axit myristic, axit caprylic, axit capric, axit palmitic, axit oleic, axit stearic… Với các axit