- Biến đổi vật lý:
1.11. Đảo trộn nhiệt
Mục đích công nghệ: chế biến
Công đoạn này rất quan trọng trong sản xuất chocolate bởi đây là quá trình làm chín hỗn hợp bằng cách vừa đảo trộn vừa cung cấp nhiệt cho hỗn hợp chocolate, tạo kết cấu và hương vị đặc trưng cho chocolate. [2]
Các biến đổi của nguyên liệu: [2]
- Biến đổi vật lý: nhiệt độ hỗn hợp tăng do ma sát giữa hỗn hợp chocolate với thành thiết bị, độ nhớt giảm.
- Biến đổi hóa lý: xảy ra sự bay hơi của một số acid dễ bay hơi có mùi khó chịu như acid acetic, nước. Lecithin được thêm vào trước khi kết thúc quá trình đảo trộn 1 giờ với mục đích:
+ Làm giảm độ nhớt, giúp hỗn hợp chocolate đạt được độ lỏng cần thiết. + Cải thiện cấu trúc chocolate.
- Biến đổi hóa học: đảo trộn nhiệt diễn ra ở 60-80oC trong thời gian dài nên xảy ra các phản ứng hóa học, đặc biệt là phản ứng Maillard làm hương vị chocolate tăng lên rõ rệt. Ngoài ra, các tannin sẽ được chuyển hóa, các chất màu bị oxi hóa tạo giá trị cảm quan tốt hơn.
Phương pháp thực hiện và thông số công nghê:
Quá trình đảo trộn nhiệt trải qua 3 giai đoạn:
- Đảo trộn nhiệt khô: hầu hết các phân tử chưa được bao phủ bởi chất béo bên ngoài nên dễ dàng hơi nước và một số acid dễ dàng thoát ra ngoài.
- Đảo trộn nhiệt khối paste: hỗn hợp chocolate trở thành dạng paste, độ nhớt bắt đầu giảm. Độ ẩm chỉ thoát ra một phẩn bởi phần lớn các phân tử đều đã được bao phủ bởi chất béo.
- Đảo trộn nhiệt lỏng: đây là giai đoạn cuối cùng để điều chỉnh độ nhớt của chocolate. Nó thường diễn ra nhanh. Lecithine được cho vào giai đoạn này để ổn định cấu trúc và độ nhớt của hỗn hợp.
Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện theo phương pháp gián đoạn để cho chất lượng tốt.
- Nhiệt độ: 60-80oC. Nhiệt độ càng cao thì thời gian càng ngắn. Đó là do tốc độ bay hơi ẩm càng nhanh đồng thời quá trình đồng hóa diễn ra cũng nhanh hơn do độ nhớt của hỗn hợp giảm.
- Thời gian đảo trộn kéo dài khoảng 72 giờ.
Trong thời gian đảo trộn, để giảm độ nhớt cho pha lỏng có thể bổ sung lecithin. Hàm lượng lecithin cho phép trong sản phẩm không vượt quá 0,5% và được cho vào khoảng 1 giờ trước khi kết thúc quá trình đảo trộn.
Thiết bị: thiết bị dạng trục dọc (longitudial shaft)
Thiết bị này thường có năng suất nhỏ, thời gian thực hiện dài. Tuy nhiên, chất lượng cảm quan của chocolate sản xuất theo phương pháp này thường có hương vị đặc trưng bởi cần thời gian dài để các acid amin tham gia phản ứng Maillard với các phân tử đường tạo nên hương vị cho chocolate. Vì vậy, thiết bị này vẫn được sử dụng trong các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ hoặc để cho ra các sản phẩm chocolate đặc biệt.[2][5]
Hình 27. Thiết bị dạng trục dọc.
1.12. Làm dịu:
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Sau khi đảo trộn nhiệt, ta thu được bán thành phẩm chocolate ở dạng lỏng. Sau đó, bán thành phẩm này được đưa sang công đoạn làm dịu trước khi rót vào khuôn. Mục đích quá trình này chính là để các tinh thể chất béo trong cacao được kết tinh ở trạng thái ổn định, tránh hiện tượng “nở hoa” chất béo của sản phẩm trong quá trình bảo quản sau này. [2]
Các biến đổi của nguyên liệu:
Biến đổi quan trọng nhất chính là hiện tượng kết tinh chết béo. Các chất béo trong cacao khi kết tinh tạo thành 6 dạng đặc thù khác nhau.
Bảng 9. Các dạng tinh thể bơ cacao khi kết tinh.[9]
Trong đó, dạng ꞵv là dạng lý tưởng nhất, mong muốn được tạo thành trong chocolate vì nó bền, ổn định ở nhiệt độ phòng (32-34oC) đồng thời đảm bảo cấu trúc chocolate không bị cứng và có thể tan chảy trong miệng khi ăn ở 36oC. Bên cạnh đó, quá trình điều hòa nhiệt còn làm thay đổi độ nhớt khối cacao. Nguyên nhân là do nhiệt độ khối cacao giảm xuống và hiện tương kết tinh của chất béo. Các biến đổi hóa học như phản ứng Mailard, sự biến đổi các chất màu, giải phóng chất dễ bay hơi gây mùi khó chịu…cũng xảy ra.
Phương pháp thực hiện và thông số công nghệ:
Quá trình điều hòa nhiệt được chia làm 4 giai đoạn:[5] - (1) Tan chảy hoàn toàn hỗn hợp.
- (2) Làm nguội đến điểm kết tinh các tinh thể chất béo. - (3) Quá trình kết tinh.
- (4) Làm tan chảy các tinh thể không bền.
Thời gian mỗi giai đoạn càng dài thì lượng tinh thể bơ càng kết tinh nhiều ở dạng bền. Đối với chocolate dạng thanh, thời gian lưu thường 10-12 phút.
Đối với chocolate đen, (1) chocolate đun chảy chocolate hoàn toàn ở 50oC, (2) làm nguội tới điểm kết tinh 32oC, (3) sự hình thành tinh thể chất béo diễn ra ở 27oC và (4) các tinh thể chất béo không bền sẽ bị chuyển đổi ở 29-31oC.
Quá trình điều hòa nhiệt thường thực hiện theo giản đồ nhiệt và giản đồ này sẽ phụ thuộc vào từng loại sản phẩm cụ thể.
Hình 28. Giản đồ biến đổi nhiệt của chocolate trong quá trình điều hòa nhiệt.[8]
Thiết bị điều hòa nhiệt chocolate
Hình 29. Thiết bị làm dịu chocolate dạng trục vis.
Thiết bị gồm 3 khu vực được gắn các bộ phận trao đổi nhiệt. Chocolate sẽ được bơm vào và di chuyển theo dạng xoắn ốc xuyên qua các phần trao đổi nhiệt. Nhiệt độ làm mát
và mức độ dòng chảy chocolate có thể được cài đặt chính xác để đạt được lượng nhiệt trao đổi theo yêu cầu. Các đầu dò nhiệt độ được đặt sau mỗi khu vực trong thiết bị để có thể đo nhiệt độ của chocolate và nước lạnh.