Thực phẩm cũng như mọi thứ trong vũ trụ đều có khuynh hướng tiến đến trạng thâi cđn bằng hóa học vă nhiệt động. Ví dụ: nếu chúng ta cho đâ văo gin-and-tonic thì đâ, gin, vă nước tonic đều có xu hướng tiến đến trạng thâi cđn bằng: đâ tan chảy ra, nước tonic lạnh nín hỗn hợp trở nín đồng nhất với nhiệt độ vă thănh phần. Tương tự khi ta cho kem văo giữa bânh biscuit vă trâng socola bín ngoăi thì thănh phần chất bĩo bín trong vă bín ngoăi có khuynh hướng trở nín đồng nhất.
Chúng ta thấy rằng tất cả chất bĩo, kể cả câc chất bĩo rắn hay cứng như bơ cocoa thường có nhiều dầu lỏng ở nhiệt độ sử dụng bình thường(normal-use temperature). Trong đó ta thấy chủ yếu lă sự dịch chuyển về trạng thâi cđn bằng của pha lỏng.
Khảo sât về thănh phần ở trung tđm vă lớp vỏ bín ngoăi của bânh biscuit có trâng lớp bín ngoăi được bảo quản ở câc nhiệt độ khâc nhau. Khi nhiệt độ tăng vă lượng chất bĩo lỏng tăng, tốc độ vă số lượng dịch chuyển tăng. Sự dịch chuyển luôn lă một quâ trình có hai giai đoạn: sự dịch chuyển từ trong ra ngoăi vă từ ngoăi văo trong.
Nghiín cứu về kẹo hạt dẻ phủ socola, hình minh hoạ rõ răng sự dịch chuyển gồm hai giai đoạn. Khi tăng phần trăm lớp vỏ thì có sự dịch chuyển từ nhđn hạt dẻ ra lớp vỏ socola bín ngoăi. Thănh phần acid bĩo của vỏ tăng rõ rệt đối với acid không bêo hoă (18:1-18:2) vă giảm đối với acid bêo hoă (16:0 vă 18:0), tương ứng với một lượng lớn dầu hazelnut dịch chuyển
Ngoăi ra còn nhiều phđn tích chi tiết có cả phđn tích triglycerides bằng kỹ thuật bạc nitrat TLC đê cho thấy rõ răng sự dịch chuyển xảy ra theo cả hai hướng như trín. Ngoăi ra, không có sự phđn biệt hay chọn lọc trong sự dịch chuyển của triglycerides lỏng như POO,TsOO,OOO… sau đóù còn sót lại một phần tương đối trong pha lỏng ban đầu
Khi sự dịch chuyển xảy ra, pha lỏng trộn lẫn văo nhau, cđn bằng giữa pha lỏng vă pha rắn thay đổi. Triglycerides rắn còn có thể dịch chuyển do sự hoă tan trong pha lỏng ở nhiệt độ đó. Vì vậy, sau khi dịch chuyển tỷ lệ của câc triglycerides khâc nhau trong chất bĩo sẽ thay đổi
Sự dịch chuyển vă trộn lẫn của câc pha lă do sự khuếch tân. Tốc độ dịch chuyển phụ thuộc văo hệ số khuếch tân vă thời gian
Vận tốc khuếch tân từ tđm ra vỏ socola:
(1)
Với:
t : thời gian(s)
mt vă ms:nòng độ dịch chuyển trong socola tại thời điểm t vă lúc cđn bằng D: hệ số khuếch tân (cm3/s)
A: diện tích tiếp xúc giữa pha bĩo ở tđm vă vỏ V: thể tích của socola(cm3)
K: cường độ tiếp xúc giữa hai pha
• K=1: đối với hệ lý tưởng
• K<1: đối với hệ tiếp xúc không hoăn toăn
• K>1:đối với hệ mă thay đổi cấu trúc do ảnh hưởng của eutectic bị gđy ra bởi sự
dịch chuyển
Tỷ số khi d lă bề dăy của lớp socola hay vỏ.Vì vậy, phương trình (1) cho thấy
rằng khi tăng mt sẽ lăm cho vỏ rất mỏng
Phương trình (1) còn cho thấy ở giai đoạn đầu của sự dịch chuyển, khi mt<<ms, mt thì mt sẽ tăng tuyến tính theo thời gian; ngược lại giai đoạn sau đó mt sẽ đến gần ms Phương trình (1) cho thấy hoăn toăn không phụ thuộc văo nhiệt độ nhưng hình 7.8 đê minh họa rằng nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn lín sự dịch chuyển do nhiệt độ ảnh hưởng đến hệ số khuếch tân (D, phương trình:
• K: hằng số Boltzmann
• T: nhiệt độ tuyệt đối
• : độ nhớt
• :bân kính phđn tử của chất khuếch tân
Phương trình Ziegleder, Moser & Geier-Greguska(1996) tính toân cho kẹo hạt dẻ phủ socola:
bằng phương phâp ngoại suy đến giới hạn, họ đê tính toân được D=1.5×10-8 cm2/s với SFC=0% đối với socola lỏng ở khoảng 350C
D=5×10-13cm2/s với SFC=100% đối với sản phẩm socola hoăn toăn ở 300C
1.Kiểm tra sự dịch chuyển(monitoring migration):
Sự dịch chuyển có thể được quan sât vă kiểm tra bằng những phương phâp sau:
• Quan sât
• Cđn khối lượng
• Đo lượng dầu lỏng theo thời gian
• Đo thănh phần acid bĩo hay thănh phần triglycerides
• Magnetic resonance imaging(MIR)
• Đânh dấu đồng vị phóng xạ
1.1.Quan sât:
Sản phẩm thường mềm, nứt nẻ, nở hoa hay có những thay đổi khâc.Nguyín nhđn đầu tiín thường lă do sự dịch chuyển xảy ra.Vă sự lăm mềm sản phẩm có thể được nhận biết bằng câch đo sự thấm nước văo sản phẩm
1.2.Cđn khối lượng:
Khối lượng của tđm vă vỏ sẽ thay đổi theo thời gian khi xảy ra sự dịch chuyển.
1.3.Đo lượng dầu lỏng theo thời gian
Có thể dùng cả hai phương phâp DSC vă NMR
1.4.Đo thănh phần acid bĩo vă triglycerides
Dùng phương phâp GLC để xâc định thănh phần acid bĩo.
Để hỗ trợ cho phđn tích thănh phần triglycerides, Talbot đê giới thiệu khâi niệm chỉ số dịch chuyển đặc biệt(SMI). SMI được tính bằng tổng sự khâc nhau hoăn toăn giữa lượng triglycerides trong vỏ trước vă sau khi dịch chuyển rồi chia tổng sự khâc nhau giữa tđm vă vỏ trước khi sự dịch chuyển xảy ra. SMI cho kết quả đúng về lượng dịch chuyển, nó không phụ thuộc văo sự khâc nhau về thănh phần giữa tđm vă vỏ
1.5. Magnetic resonance imaging(MIR) 1.6.Đânh dấu đồng vị phóng xạ
Smith,Haghshenas & Bergenstahl đê dùng kỹ thuật đânh dấu đồng vị phóng xạ để kiểm tra sự tương tâc giữa pha lỏng vă pha rắn. Dầu đê đânh dấu đồng vị phóng xạ được thím văo một lượng tinh thể triglycerides . Kiểm tra tính phóng xạ trong dầu theo thời gian để đo lường sự tương tâc giữa câc tinh thể trong hai pha
2. Trânh sự dịch chuyển:
Sự dịch chuyển phụ thuộc văo nhiệt độ, hăm lượng pha lỏng có ở tđm vă vỏ, thời gian.
Do đó ta có thể trânh hay giảm thiểu sự dịch chuyển bằng câc câch sau:
Giảm nhiệt độ vă thờimgian băo quản
Dùng chất bĩo cứng hơn (harder fats) ở tđm hay vỏ để giảm lượng dầu lỏng gđy
ra hiện tượng dịch chuyển
Tạo ra tinh thể bĩo có cấu trúc tốt có thể nhốt dầu long ở trong
Đặt một lớp mỏng giữa tđm vă vỏ
Dùng vỏ socola dăy để sự dịch chuyển ra lớp vỏ không thấy được trín bề mặt sản
phẩm
Dùng chất bĩo ở tđm tương hợp với chất bĩo ở vỏ
2.1. Giảm nhiệt độ vă thời gian bảo quản:
Hầu hết bânh kẹo có socola đều được bảo quản ở nhiệt độ lạnh(dưới 150C) trong quâ
trình bảo quản cũng như phđn phối đến nơi tiíu dùng. Mục đích lă giảm vận tốc khuếch tân vă giảm lượng dầu lỏng có ở tđm vă vỏ lă hai yếu tố dẫn đến sự dịch chuyển
2.2.Harder fats and structure fats
Nếu hăm lượng chất bĩo rắn ở tđm tăng, thì pha lỏng sẽ giảm.Câc nhă sản xuất chất bĩo bânh kẹo còn gọi SFC lă “ structured fats” để giảm thiểu sự dịch chuyển dầu
2.3.Structuring the non-fat particals
Đối với socola có thể thay thế đượng bằng bột cocoa hay bột sữa,thì tốc độ dịch chuyển sẽ giảm do có nhưng hạt không đường có hình dạng bất thường dẫn đến bề mặt
lớn.Tương tự, tăng sự lăm sạch socola sẽ giảm kích thước câc hạt bĩo rắn nín lăm giảm vận tốc dịch chuyển
2.4. Dùng lớp chống thấm dầu
Có thể dùng Barrier fat lă chất bĩo nhiều SFC như lă một lớp mỏng (<0.5mm)giữa tđm vă vỏ. Barrier fat được dùng phải ngăn cản không cho dầu đi qua. Đường còn có thể kết
hợp với lớp barrier năy. Barrier fat còn có thể lăm giảm sự dịch chuyển ẩm trong câc sản phẩm bânh kẹo
2.5.Vỏ socola dăy hơn
Thí nghiệm cho thấy rằng khi vỏ dăy 3mm thì sau 40 ngăy dầu không có dịch chuyển đến bề mặt. Còn nếu lớp vỏ chỉ dăy có 1mm thì dầu sẽ dịch chuyển đến bề mặt chỉ có 17 ngăy. Diều đó chứng tỏ khi tạo ra lớp vỏ dăy sẽ giảm thiểu sự ảnh hưởng của dịch chuyển
2.6. Dùng chất bĩo ở tđm tương hợp với chất bĩo ở vỏ:nhằm để giảm sự dịch chuyển do ảnh hưởng của chất bĩo
IV. Sự tương hợp chất bĩo(compatibility)
Hai chất bĩo gọi lă tương hợp nếu khi trộn chúng lại thì sẽ trộn lẫn hoăn toăn văo nhau trong pha rắn vă pha lỏng
Mức độ tương hợp phụ thuộc văo 3 yếu tố:
(a)Đặc điểm nhiệt như điểm nóng chảy, SFCs, nhiệt nóng chảy
(b)Kích thước vă hình dạng tinh thể, như bị ảnh hưởng của chiều dăi chuỗi acid vă dạng cis hay trans của kiín kết đôi
(c) Cấu hình như dạng β hay β’, sắp xếp chuỗi đôi hay ba
Căng giống ba yếu tố năy thì sự tương hợp của câc chất bĩo căng nhiều.
V. Sự ôi hóa
Có ba loại ôi hóa trong chất bĩo bânh kẹo:
Sự ôi hóa do oxy hóa
Sự ôi hóa do thủy phđn
Sự ôi hóa xeton
Chất bĩo trong bânh kẹo có thể bị thuỷ phđn vă oxy hoâ gđy nín hiện tương “ôi dầu”. Chất lượng sản phẩm, đặc biệt lă mùi vị vă giâ trị dinh dưỡng phụ thuộc nhiều văo câc phản ứng năy.
Quâ trình năy xảy ra nhanh trong điều kiện âp suất vă nhiệt độ cao với sự có mặt của hơi nước. Trong công nghệ sản xuất bânh kẹo, hiện tương thuỷ phđn chất bĩo xảy ra chủ yếu khi nướng bânh vă nấu kẹo. Khi đó độ ẩm còn lớn vă nhiệt độ cao. Khi nướng bânh, nếu nhiệt độ quâ cao, glixerin vừa tạo thănh sau phản ứng thủy phđn lại tiếp tục bị nhiệt phđn hủy tạo thănh acreloin vă nước.
Sản phẩm của quâ trình thuỷ phđn lă câc acid bĩo, gđy vị chua nhẹ cho sản phẩm. Tuy nhiín hậu quả lớn nhất của quâ trình thủy phđn lă câc acid bĩo tự do sẽ dễ dăng tham gia câc phản ứng oxy hoâ.
Phản ứng oxy hoâ xảy ra ở nối đôi của câc acid bĩo không no. Quâ trình oxy hóa chất bĩo xảy ra ngay cả ở nhiệt độ thường, khi có mặt của oxy không khí.
Tốc độ phản ứng ngăy căng tự tăng do hiện tượng tự xúc tâc của quâ trình, vì vậy mă được gọi lă quâ trình tự oxy hóa. Phản ứng oxy hóa xảy ra căng nhanh khi tiếp xúc với tia cực tím trong ânh sâng mặt trời, nhiệt độ cao. Chất bĩo có chỉ số acid căng cao thì tốc độ oxy hoâ xẩy ra căng nhanh.
Trong chất bĩo mă hăm lượng acid không đâng kể (dầu mới) phản ứng tự oxy hóa khó xảy ra hơn, bởi thế chúng dễ bảo quản hơn. Thănh phần vă cấu trúc phđn tử của chất bĩo ảnh hưởng nhiều đến tốc độ của phản ứng oxy hóa: phđn tử chất bĩo căng nhiều nối đôi thì khả năng bị oxy hóa căng lớn. Phản ứng năy được xúc tâc bởi một số kim loại như Fe, muối của một số kim loại có hóa trị không ổn định. Sản phẩm của quâ trình oxy hoâ lă peroxyde, hydroperoxyde, sau đó lă aldehyd, rượu, ceton, acid, este vă nhiều hợp chất khâc gđy ra mùi ôi.
Câc sản phẩm được tạo thănh do quâ trình oxy hóa sẽ lăm giảm chất lượng của bânh kẹo, lăm giảm khả năng bảo quản chúng.
1. Sự ôi hóa do oxy hóa
Nguyín nhđn: do sự oxy hóa acid bĩo không no đặc biệt lă acid đa bất bêo hòa
Cơ chế:
• Tự oxy hóa câc gốc tự do có thể xảy ra trong tối
• Sự quang oxy hóa cảm quang, do ânh sâng khơi mău
• Trong cả hai cơ chế, thì đầu tiín sinh ra hydro peroxyt rồi từ đó tạo ra aldehit, xeton, axid mono vă dicacboxylic, aldeaxit, xetoaxit, epoxyt…đa số những chất năy có vai trò quan trọng trong quyết định mùi vị chất bĩo
• Chất bĩo bânh kẹo chứa chủ yếu lă acid bĩo bêo hòa vă câc acid bĩo đơn bất bêo hòa nín sự oxy hóa thường không xảy nghiím trọng
• Một số nguyín liệu thô để sản xuất chất bĩo dùng cho bânh kẹo có thể bị oxy hóa dễ
dăng. Dầu lỏng dùng cho acid bĩo nhiều trans có rất nhiều acid bĩo đa bất bêo hòa nín rất dễ bị oxy hóa. Tuy nhiín, nó lại chứa nhiều chất chống oxy hóa như tocopherol vă tocotrienols nín nếu bảo quản thích hợp trong quâ trình lăm sạch sẽ không xảy ra sự oxy hóa
Phương phâp trânh sự oxy hóa:
Có thể dễ dăng trânh sự oxy hoâ chất bĩo bânh kẹo bằng câch trânh tăng lượng
oxy trong chất bĩo. Có hai câch lă: phun nitơ đến khi dầu bêo hòa rồi bảo quản dưới lớp nitơ; hóa rắn chất bĩo sau khi phun nitơ vă bảo quản trong thùng cacton phủ polythene đặt trong phòng lạnh
Dùng chất chống oxy hóa:
TBHQ (tert-butyl hydroquinone) :có hiệu quả nhất nhưng không được cho phĩp sử
dụng ở nhiều nước.
Tocopherols :lă chất hóa học tự nhiín nín thường được dùng vă hiệu quả sử dụng
cao.
2. Sự ôi hóa do thủy phđn
Phản ứng thủy phđn có thể xảy ra khi có enzyme cũng như không có enzyme xúc tâc
a. Không có enzyme xúc tâc
Xảy ra trong pha bĩo vă chỉ có nước hoă tan trong chất bĩo mới tham gia phản ứng nghĩa lă phản ứng tiến hănh trong môi trường đồng thể
Khi trong chất bĩo có mặt nước với một lượng đâng kể, nhưng ở nhiệt độ thường thì vận tốc cũng rất bĩ. Vì ở nhiệt độ thường vận tốc phản ứng thủy phđn rất chậm. Hơn nữa khả năng không hòa tan của pha nước trong pha lỏng trong pha bĩo cũng ngăn cản sự tiếp xúc cần thiết giữa chúng
b. Có enzyme xúc tâc
Thường xảy ra trín bề mặt tiếp xúc giữa chất bĩo vă nước. Enzyme lipase xúc tâc phản ứng thủy phđn có thể có trong nguyín liệu cũng như do vi sinh vật mang văo. Sự ôi hóa loại năy chỉ xảy ra trong chất bĩo loại lauric. Dầu lauric bị ôi có mùi hôi giống xă bông
Để trânh sự ôi hóa gđy ra mùi giống xă bông ta phải giảm ẩm vă trânh nhiễm vi sinh vật
3. Ôi hóa xeton
Thường đặc trưng đối với lipid có chứa acid bĩo no, phđn tử lượng trung bình vă thấp. Nguyín nhđn: do nấm mốc phât triển trong chất bĩo khi có ẩm vă oxy. Chẳng hạn như
ra sự ôi hóa kiểu năy. Dưới tâc dụng của câc enzyme của vi sinh vật, acid bĩo bị oxy hóa vă decacboxyl hóa mă kết quả lă tạo ra câc alkylmetylxeton có mùi vị khó chịu.
PHẦN 3:
CÂC LOẠI CHẤT BĨO DÙNG TRONG BÂNH KẸO
I. Bơ cocoa:
Trong quy trình sản xuất bột cacao, ở giai đoạn ĩp tâch chất bĩo ra khỏi bột cacao nhăo, ta thu được bơ cacao. Ngoăi ra, ta còn có thể dùng một số dung môi hữu cơ như :
tricloethylen, cyclohexan, rượu etylic, isopropylic…, để chiết trực tiếp chất bĩo của hạt
cacao sau khi đê xay vă loại mầm.
Cacao Tđy Phi có hăm lượng bơ cao, từ 56-58% trọng lượng hạt. Cacao chđu  lai nhiều để có hạt to vă năng suất cao có tỷ lệ bơ trung bình. Nói chung để chấp nhận được hạt cacao cần có tỷ lệ bơ trung bình từ 54% trở lín. Đđy lă nguồn nguyín liệu không chỉ cung cấp chất dinh dưỡng cho thể mă trong quâ trình chế biến, bơ cacao sẽ được chuyển hóa tạo ra hương vị đặc trưng cho chocolate.
Bơ ca cao do đặc tính của tinh thể phức tạp vă cần lăm dịu để hình thănh dạng tinh thể ổn định nín sản xuất chocolate gặp nhiều vấn đề khó khăn. Trong thực tế sản xuất, người ta cũng đê nghiín cứu ứng dụng một số chất bĩo khâc thay thế cho nguyín liệu bơ cacao nhằm lăm giảm giâ thănh sản phẩm cũng như lăm nhẹ chế độ lăm dịu đối với chocolate, vì điều năy có thể giúp sản phẩm tăng độ cứng, thời gian bảo quản lđu hơn, tuy nhiín lại không thể tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm như lă bơ cacao, vì vậy điều năy chỉ ứng dụng ở một số ít trường hợp với mức giới hạn lă tổng hăm lượng chất thay thế phải thấp hơn 20% so với lượng bơ cacao sử dụng. Chất thay thế bơ ca cao đầu tiín dựa trín dầu cọ vă được đưa ra thị