Đề tài Công nghệ chế biến chocolate đen

Luận văn Đề tài: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHOCOLATE ĐEN Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 1 MỤC LỤC I. Tổng quan về nguyên liệu: ............................................................................................................ 5 1. Bột cacao .................................................................................................................................. 5 1.1 Theobromine trong hạt cacao ........................................................................................... 6 1.2 Caffein .............................................................................................................................. 7 1.3 Các polyphenol.................................................................................................................. 7 1.4 Glucid................................................................................................................................ 7 1.5 Các acid hữu cơ ................................................................................................................. 7 1.6 Protein .............................................................................................................................. 8 1.7 Các chất mùi ..................................................................................................................... 8 1.8 Khoáng chất ...................................................................................................................... 8 2. Bơ cacao ................................................................................................................................... 9 3. Lecithin ................................................................................................................................... 11 4. Saccharose ............................................................................................................................. 12 5. Vanilla .................................................................................................................................... 13 II. Quy trình .................................................................................................................................... 15 1. Quy trình 1 ............................................................................................................................. 15 1.1 o ộ ........................................................................................................................ 16 1.2 ề ............................................................................................................................ 17 1.3 o ộ ệ ................................................................................................................. 19 1.4 Làm dịu ........................................................................................................................... 22 1.5 u ....................................................................................................................... 26 1.6 Bao ............................................................................................................................ 27 2. Quy trình 2 ............................................................................................................................. 28 III. So sánh hai quy trình .............................................................................................................. 29 IV. c oco a ................................................................................................................ 30 Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 2 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần nguyên liệu của chocolate đen dạng thỏi ................................................. 5 Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của bột cacao theo OICC ..................................................... 6 Bảng 3: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột cacao ................................................................ 9 Bảng 4: Thành phần acid béo trong bơ cacao ........................................................................ 10 Bảng 5: Một số tiêu chuẩn về bơ cacao .................................................................................. 11 Bảng 6: Thành phần tương đối của Lecithin thương mại ........................................................ 11 Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin ............................................................................... 12 Bảng 8: Tiêu chuẩn chất lượng của đường tinh luyện (TCVN 6959:2001) .............................. 13 Bảng 9: Kích thước hạt của các loại đường tinh luyện ........................................................... 13 Bảng 10: Tiêu chuẩn chất lượng vani..................................................................................... 14 Bảng 11: Phần trăm bề mặt chất rắn được bao phủ bởi lecithin ............................................. 19 Bảng 12: ác dạng tinh th của bơ cacao .............................................................................. 23 Bảng 13: So sánh 2 quy trình ................................................................................................. 29 Bảng 14: Các chỉ tiêu của chocolate ...................................................................................... 30 Bảng 15: Thành phần trong 100 g sản phẩm chocolate ăn được ............................................ 31 Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 3 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Nguyên liệuchính cho sản xuất chocolate đen ............................................................. 5 Hình 2: Thiết bị nhào trộn melangeur .................................................................................... 16 Hình 3: Thiết bị nghiền 5 trục ................................................................................................ 17 Hình 4: Nguyên lý máy nghiền 5 trục ..................................................................................... 18 Hình 5: Thiết bị đảo trộn nhiệt ............................................................................................... 21 Hình 6: hocolate “nở hoa .................................................................................................. 24 Hình 7 iản đ biến đ i nhiệt của chocolate trong uá tr nh lí nhiệt. .............................. 25 Hình 8: Thiết bị làm dịu chocolate dạng trục vis .................................................................... 26 Hình 9: Thiết bị làm mát đường hầm ..................................................................................... 27 Hình 10: Nguyên lý hoạt động của thiết bị bao gói chocolate ................................................. 28 Hình 11 Máy đóng gói nằm ngang QNS-450......................................................................... 28 Hình 12: Máy nghiền bi ........................................................................................................ 29 Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 4 Lời mở đầu Trên thế giới chocolate là một sản phẩm được mọi người ưa chuộng vì hương vị thơm ngon và ý nghĩa ngọt ngào của nó. Năm 1875, lần đầu tiên Chocolate được sản xuất với quy mô công nghiệp do nhà sản xuất Daniel Peter người Thụy Sỹ tìm ra công thức trộn bột cacao, bơ cacao, sữa bột, đường,… Năm1879, Rodolphe Lindt phát minh ra máy nghiền ủ đảo trộn, giúp cho Chocolate có cấu trúc mịn, đồng nhất và mùi vị dễ chịu. Kể từ đây, quy trình sản xuất Chocolate quy mô công nghiệp đã gần hoàn chỉnh. Nhiều nhãn hiệu Chocolate nổi tiếng lần lượt ra đời. Trong quá trình lịch sử lâu dài đó, công nghệ sản xuất ngày càng được hoàn thiện hơn, đa dạng hơn về sản phẩm và chất lượng được nâng cao. Trong bài chúng tôi xin giới thiệu quy trình sản xuất chocolate đen. Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 5 I. Tổng quan về nguyên liệu: Hình 1: Nguyên liệuchính cho sản xuất chocolate đen (A) Đường, (B) Bơ cacao, (C) Bột cacao. Tỷ lệ thành phần các nguyên liệu trong công nghệ sản xản xuất chocolate đen phụ thuộc nhiều vào sản phẩm chocolate, chocolate đen dạng thỏi khác với chocolate dùng để phủ vị hay chocolate chips… Bảng 1: Thành phần nguyên liệu của chocolate đen dạng thỏi hành phần % Theo khối lượng Bột cacao 30-45 Đường 20-55 Bơ cacao 15-25 Lecithin 0-0,5 Chất tạo hương <0,5 1. Bột cacao Bột cacao là sản phẩm dạng bột thu được bằng cách nghiền bã hạt của quả cacao sau khi đã ép bơ. Bột cacao có chất lượng tốt nhất khi đi từ quy trình rang cacao khối: theo đó cacao khối được nghiền mịn thành dạng cacao lỏng, đem đi kiềm hóa rồi rang sau đó đem đi ép bơ sẽ được bột cacao thành phẩm. Bột cacao có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo hàm lượng chất béo, theo màu sắc, theo hương vị, theo phương pháp chế biến, … cách phân loại phổ biến hiện nay và được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn Codex là phân loại theo hàm lượng chất béo. Theo cách phân loại này, ta có các dạng sản phẩm:  Bột cacao hàm lượng béo cao: ≥ 20% bơ cacao  Bột cacao có hàm lượng béo trung bình: 10-20% bơ cacao  Bột cacao có hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ cacao Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 6 Ở đây chúng tôi sử dụng bột cacao có hàm lượng béo trung bình. Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của bột cacao theo OICC Thành phần Hàm lượng Độ ẩm < 3% Chất béo 11% pH (10% suspension) 5.7 Cholesterol <0,0003% Nước 4 Tro 5.5% N tổng 21,5 Theobromine 2,5 Caffein 0,1 Đường 0,5 Tinh bột 15 Tổng lượng chất xơ : Xơ hòa tan Xơ không hòa tan 34 7 27 Flavonoid 7 Acid hữu cơ 3 1.1 Theobromine trong hạt cacao Là thành phần đặc trưng của hạt cacao vì chính nó đã tạo ra vị đắng đặc trưng cho sản phẩm chocolate. Chất này chiếm từ 1,5 - 1,7% so với trọng lượng hạt và chiếm 0,5 -1,3% trọng lượng vỏ quả. Chất theobromine thường tồn tại ở dạng bột với tinh thể màu trắng nhỏ và có vị đắng, thăng hoa ở nhiệt độ 308 °C. Theobromine là một chất thuộc họ Akanloid, có công thức phân tử là C7H8N4O2. Nó có thể hòa tan trong Tetracloruaetan, trong cồn, acid acetic sôi... và không tan trong ete, dầu hỏa và tetracloruacacbon. Nó có khả năng oxi hóa nhanh và tạo ra những sản phẩm có màu mà người ta thường gọi là “chất nâu cacao”. Màu nâu này tạo cho sản phẩm chocolate có một màu đặc trưng. Theobromine là một chất kích thích yếu, tuy nhiên ít nhiều nó cũng tác động đến hệ cơ tim và hệ thần kinh. Tuy nhiên trong sản phẩm chocolate, theobromine có hàm lượng thấp cho nên Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 7 nó không gây nguy hại gì cho hệ thần kinh và tim mạch của người, mà chỉ có thể tạo cho ta một vài cảm giác hưng phấn nhỏ mà thôi. 1.2 Caffein Caffein có công thức là 1,3,7-Trimetylxantin, có màu trắng, tinh thể dạng hình kim và có vị đắng. Nó bắt đầu bay hơi ở 100 °C, nhiệt độ thăng hoa là 180 °C và nóng chảy ở 235 °C. Caffein được xem như một chất kích thích vì có khả năng tác dụng đến hệ thần kinh tạo ra những cảm giác hưng phấn, sảng khoái cho người dùng. Nếu hàm lượng quá cao nó sẽ trở thành một chất độc đối với hệ thần kinh và hệ tuần hoàn. Hàm lượng caffein trong bột cacao thành phẩm hàm lượng caffein chỉ chiếm 0,1 g/100g sản phẩm. Với liều lượng như vậy thì nó không thể nào gây nguy hiểm cho người dùng. 1.3 Các polyphenol Cacao giàu các chất polyphenol có hoạt tính sinh học cao (ví dụ như flavonoid và carotenoid) được cho là có lợi cho sức khỏe người. Trong hạt cacao chưa lên men, các sắc tố chiếm từ 11- 13% của mô. Các tế bào sắc tố chứa khoảng 65-70% (khối lượng) polyphenol và 3% anthocyanin. Trong quá trình lên men, polyphenol trải qua các phản ứng khác nhau bao gồm cả quá trình tự cô đặc và phản ứng với protein và peptide. Khoảng 20% ( theo khối lượng) polyphenol còn lại ở cuối quá trình lên men. Quá trình rang và các quá trình chế biến cacao khác cũng làm gây ra sự thay đổi. Hàm lượng polyphenol sẽ thay đổi tùy loại hạt cacao và mức độ lên men. 1.4 Glucid Trong các nhóm glucid có trong quả cacao thì tinh bột chiếm thành phần nhiều nhất. Nó chiếm 4,5% trong phôi nhũ và chiếm đến 46% trong vỏ quả cacao. Chất đường trong quả cacao không nhiều và hầu như không có trong vỏ quả. Hàm lượng đường có trong phôi nhũ và cùi như sau :  Pentosan : 3,8%  Saccharose : 0,7%  Glucose và Fructose : 5,55% 1.5 Các acid hữu cơ Có trong thành phần hạt ở hai dạng : dễ bay hơi và không bay hơi. Qua nghiên cứu người ta cho biết rằng những acid không bay hơi trong cacao gồm có acid malic, acid tauric, acid ovalic ... Trong cacao còn chứa một lượng nhỏ các acid hữu cơ tự do. Còn đối với các acid dễ bay hơi sẽ được loại bỏ dần trong quá trình chế biến. Các acid hữu cơ trong cacao (1.2-1.6%) được hình thành chủ yếu trong quá trình ủ và chứa hầu hết là acid acetic (hợp chất tạo mùi), Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 8 acid citric (0.45-0.75%), và acid oxalic (0.32-0.5%). Lượng acid này được tạo thành từ hạt cacao và một phần được giữ lại trong lá mầm hạt cacao. 1.6 Protein Thành phần protein chiếm nhiều nhất trong quả cacao là Albumin và Globulin. Trong vỏ quả cacao chứa một lượng protein vào khoảng 18% trọng lượng quả, ở cùi có 0,6% và chiếm khoảng 8,4% trong nội nhũ. Khoảng 60% Nitơ tổng trong hạt đã lên men nằm trong protein. Hợp chất phi protein được tìm thấy ở dạng amino acid, khoảng 0.3% dưới dạng amid, 0.02% dưới dạng muối amino. Các hợp chất này được hình thành trong quá tình ủ hạt. Nhiều loại enzyme (amylase, fructosidase, glucosidase, pectinase, protease, lipase, peroxidase, polyphenoloxidase) và một số loại hợp chất hữu cơ (alkaline, acid photphotase,...) cũng được xác định là có trong hạt tươi. Quá trình đã vô hoạt hầu hết các enzyme. 1.7 Các chất mùi Là một trong những thành phần có giá trị lớn nhất trong quả cacao. Chất thơm trong quả cacao là D-Linalool có trong thành phần hợp chất với acid béo thấp và ete của chúng (acid caprylic, acid capric, acid valerialic, amylacetat, amylbutyrat).Chất thơm trong cacao gồm những chất dễ và khó bay hơi, những chất thơm dễ bay hơi thì hầu hết sẽ bay đi trong quá trình rang và trong giai đoạn đảo trộn nhiệt. Những chất này thường có mùi khó chịu tuy nhiên nhờ sự dễ bay hơi của chúng mà trong quá trình tạo hương nó không ảnh hưởng đấn mùi vị cacao. Đối với những chất khó bay hơi hơn sẽ ảnh hưởng lớn đến hương vị của sản phẩm chocolate. Những chất này hoà tan trong bơ cacao và rất khó loại trừ. 1.8 Khoáng chất Hàm lượng khoáng trung hình có trong vỏ quả cacao vào khoảng 8,2% trọng lượng vỏ, còn trong cùi có khoảng 0,8% và khoảng 2,6% trong phôi nhũ. rong đó đa số là Fe, K, P, Mg ... với hàm lượng một số muối khoáng như sau :  K2O :34%  P2O5:32%  MgO : 16%  Fe2O3 : 0,01 - 0,02% Ngoài ra cacao còn chứa một lượng khá cao những khoáng chất như: Cu, Zn, As, I... Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 9 Bảng 3: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột cacao Chỉ tiêu hông thường Giới hạn cho phép Màu sắc, điểm 10 – 24 8 – 26 Hương vị, điểm 5,0 7,0 Chất béo, % heo tiêu chuẩn phù hợp Ẩm, % heo tiêu chuẩn phù hợp pH 4,8 – 6,0 4,6 – 6,2 Tro, % ≤ 13,5 ≤ 14,0 Vỏ, % theo lượng nhân ≤ 1,75 ≤ 2,0 ạp chất sàng cỡ 75µm, % ≤ 0,5 ≤ 2,0 Hàm lượng kim loại nặng heo Luật dinh dưỡng hay hướng dẫn của mỗi quốc gia. Dư lượng thuốc trừ sâu Chỉ tiêu vi sinh, ổng lượng VSV, cfu/g Nấm mốc, cfu/g Nấm men, cfu/g Enterobacteriaceae, cfu/g E.coli, cfu/g Salmonella, cfu/25g ≤ 10000 ≤ 20000 ≤ 50 ≤ 100 ≤ 50 ≤ 100 ≤ 1 Không có Không có Không có Không có Không có Trong công nghệ sản xuất chocolate, bột cacao là một thành phần tạo hương và tạo màu quan trọng. Các cấu tử hương được hình thành trong quá trình đảo trộn nhiệt là kết quả của phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin có trong bột cacao. Ngoài ra, còn có một số các cấu tử hương đã được hình thành trong quá trình rang và kiềm hóa trước đó. Đối với chocolate đen, trong thành phần không có sự hiện diện các acid amin từ sữa thì thành phần bột cacao quyết định chính đến hương vị của chocolate. Ngoài ra, các polyphenol trong bột cacao là một thành phần tạo màu quan trọng cho chocolate. Tùy thuộc vào điều kiện của quá trình đảo trộn nhiệt, polyphenol sẽ biến đổi thành những hợp chất có màu khác nhau. 2. Bơ cacao Bơ cacao là nguyên liệu quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất chocolate, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chocolate thành phẩm. Bơ cacao là sản phẩm trung gian của quá trình sản xuất bột cacao, được tạo thành sau công đoạn ép. Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 10 Bơ cacao là nguồn cung cấp dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất mà cơ thể dễ dàng hấp thu được.Thành phần chủ yếu là chất béo (trên 70%), phần còn lại là protein (15%) và chất đường (8%). Bơ cacao không có vị ngon, nhưng các chất thơm có trong bột cacao như theobromine, cafein, linalool… kết hợp với chất béo trong bơ cacao để tạo ra mùi vị đặc trưng của chocolate. Hàm lượng bơ cacao có thể chiếm tới 50% trong Chocolate truyền thống. Bơ cacao có những đặc tính quan trọng sau :  Ở điều kiện nhiệt độ lạnh nó cứng, giòn. Do đó, tạo cho sản phẩm chocolate có độ cứng và độ giòn đặc trưng.  Bơ cacao nóng chảy ở 35°C (thấp hơn nhiệt độ cơ thể người) do đó nó dễ tan và không để lại trong miệng người ăn, tạo cảm giác dễ chịu.  Ở điều kiện thường, bơ cacao khá bền và khó bị oxy hóa. Do đó, có thể để lâu mà không bị ôi.  Bơ cacao chủ yếu gồm các tryglyceride của các acid béo no và cũng do chứa nhiều glyceride khác nhau nên bơ cacao có thể hình thành nhiều dạng tinh thể khác nhau, chính vì vậy người ta gọi bơ cacao là chất béo đa tinh thể. Dạng tinh thể của bơ cacao chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ đông đặc của khối chất béo. Trong thành phần bơ cacao chủ yếu: Palmityl-1; Oleyl-2; Stearyl-3; Dipalmityl-1,3; Distearyl 1,3 – oleyl -2 chiếm 80% tổng Triglyceride. Bảng 4: Thành phần acid béo trong bơ cacao STT Tên glycerid Phần trăm (%) Nhiệt độ nóng chảy (°C) 1 Oleopanmetostearin 52 - 57 34,5 2 Oleodistearin 18 - 22 43,5 3 Oleodipanmitin 4-6 29 4 Dipanmitostearin 2,5 - 3,0 63-68 5 Dioleopanmitostearin 7-8 Nhiệt độ thường 6 Dioleostearin 6 -12 Nhiệt độ thường 7 Oleolioleopanmitin 0,5 Nhiệt độ thường 8 Oleolioleostearin 4,5 Nhiệt độ thường 9 Acid béo tự do 1,1 Nhiệt độ thường Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 11 Bảng 5: Một số tiêu chuẩn về bơ cacao STT ên chỉ tiêu chất lượng iêu chuẩn 1 Hàm lượng acid béo tự do < 1,75% khối lượng 2 Chỉ số xà phòng hóa 188-199 3 Chỉ số Iod 32-40 4 Hàm lượng các chất không béo < 0.5% khối lượng 3. Lecithin Lecithin ở dạng tinh khiết là khối dính, có màu sáng, khi gia nhiệt thì mềm và hòa tan khá trong chất béo. Nó có khả năng tạo ra những lớp mỏng trên bề mặt phân chia giữa pha ưa nước và pha ưa béo, nhờ vậy mà Lecithin được sử dụng như một chất nhũ hóa trong công nghệ thực phẩm.Trong sản xuất chocolate, Lecithin được dùng để làm giảm độ nhớt của khối chocolate. Nó cũng ảnh hưởng đến quá trình tạo tinh thể chất béo, chống lại hiện tượng nở hoa chất béo, ảnh hưởng đến bề mặt bóng láng của chocolate và giữ cho chocolate có vị ngọt ngào trong một thời gian dài. Hiệu quả do Lecithin đem lại phụ thuộc nhiều vào thời điểm đưa nó vào khối chocolate: nên đưa vào giai đoạn đảo trộn nhiệt, và hiệu quả sẽ giảm nếu nó được cho vào giai đoạn nghiền.Vì nếu cho quá sớm, lecithin sẽ bị hấp thụ vào trong pha liên tục do quá trình nghiền trộn kéo dài. Trong hạt cacao có từ 0,3 - 0,4% Lecithin so với trọng lượng của hạt và chiếm 0,1% trong vỏ ở trạng thái liên kết. Bảng 6: Thành phần tương đối của Lecithin thương mại Công nghệ chế biến thực phẩm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn 12 Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của Leci