BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU VÀ CHẤT BÉO BÁO CÁO ỨNG DỤNG CHẤT BÉO TRONG VIỆC SẢN XUẤT CHOCOLATE Giáo viên hướng dẫn: Ngô Thị Ty Na Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Định 09139034 Phạm Minh Trường 09139214 Năng Xuân Quang 09139253 Giang Phương Nga 10139135 Trần Thị Trúc Phương 10139177 Lê Thúc Hưng 10139093 Phan Kiều My 10139125 Tháng 12/2012 MỤC LỤC 1.1.2. Tình hình phát triển 3 1.2. Các chất dinh dưỡng có trong chocolate 4 1.3. Công dụng của chocolate 4 1.4. Quy trình công nghệ sản xuất chocolate 5 1.4.1. Quy trình công nghệ 5 1.4.2. Quy trình thực hiện 7 2.1. Phân loại chocolate 8 2.2. Bơ ca cao 9 3.1. Hiện tượng nở hoa chất béo 14 3.1.1. Định nghĩa 14 3.1.2. Cơ chế 14 3.1.3. Sự thay đổi cấu hình 14 3.1.4. Cơ chế chuyển từ pha rắn sang pha rắn lỏng 16 3.1.5. Cơ chế thay đổi cấu trúc pha rắn 16 3.1.6. Biện pháp tránh nở hoa chất béo 17 Tài liệu tham khảo 19 1.1.2. Tình hình phát triển 3 1.2. Các chất dinh dưỡng có trong chocolate 4 1.3. Công dụng của chocolate 4 1.4. Quy trình công nghệ sản xuất chocolate 5 1.4.1. Quy trình công nghệ 5 1.4.2. Quy trình thực hiện 7 2.1. Phân loại chocolate 8 2.2. Bơ ca cao 9 3.1. Hiện tượng nở hoa chất béo 14 3.1.1. Định nghĩa 14 3.1.2. Cơ chế 14 3.1.3. Sự thay đổi cấu hình 14 3.1.4. Cơ chế chuyển từ pha rắn sang pha rắn lỏng 16 3.1.5. Cơ chế thay đổi cấu trúc pha rắn 16 3.1.6. Biện pháp tránh nở hoa chất béo 17 Tài liệu tham khảo 19 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Chương 1- TỔNG QUAN 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển chocolate 1.1.1. Lịch sử hình thành chocolate Hơn 2000 năm trước, cây cacao đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của những người dân vùng Châu Mĩ Latinh. Người Mayan và Aztec đã trồng cây ca cao từ rất lâu. Họ tin rằng cây cacao là của Thượng Đế và hạt cacao là ân sủng của chúa cho con người. Người Aztec cũng đã phát hiện ra rằng khi nghiền hạt cây thành bột nhão và cho thêm gia vị, họ có thể tạo ra một thứ đồ uống ngon mát và bổ dưỡng. Thứ đồ uống này đắng hơn rất nhiều so với chocolate ngày nay. Những nhà thám hiểm châu Âu vào thế kỷ 16 đã du nhập món đồ uống này, bổ sung thêm hương vị ngọt ngào, và chẳng bao lâu nó thành một món đồ uống thông dụng và xa xỉ. Trong gần 1 thế kỉ, cacao được coi là thức uống đặc trưng và là điều bí mật của những người Tây Ban Nha. Tuy nhiên do giá cả quá đắt đỏ nên những người Tây Ban Nha thực dụng và nhạy bén đã ngay lập tức trồng cây cacao trên các thuộc địa của họ để xuất khẩu tới những quốc gia khác trong châu lục và thu lại khoản lợi nhuận khổng lồ. Cacao đã lan truyền khắp Châu Âu kể từ khi ấy. 2 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 1.1.2. Tình hình phát triển Chocolate thực hiện cuộc hành trình qua nhiều nước như Pháp, Anh, Mỹ… và đến đâu chúng cũng trở thành thực phẩm rất được ưa chuộng. Kể từ khi quán bán chocolate đầu tiên được khai trương năm 1657, tới đầu thế kỉ 18, những nhà máy sản xuất chocolate đầu tiên đã được thành lập (1728: ở Bistrol, nhà máy sản xuất chocolate đầu tiên ra đời với máy thuỷ lực). Tới 1730, cacao sụt giá mạnh cùng với những máy móc được phát minh trong cuộc cách mạng công nghiệp đã tạo tiền đề cho 1 nền công nghiệp sản xuất chocolate với số lượng lớn và giá thành rẻ. Vào thế kỷ 19, chocolate rắn đã trở nên phổ biến, với sự ra đời của các kiểu khuôn đúc. Người ta dùng máy xay nghiền nát hạt cacao thành bột mịn rồi đun nóng và đổ vào khuôn, tạo nên các hình dạng khác nhau khi đã nguội lạnh. Một người Hà Lan tên là Coenrad Van Houten đã hoàn thiện việc chiết tách bơ cacao từ hạt cacao vào năm 1825. Hạt được nghiền nát thành lớp nhão, đun dưới áp suất cao, tạo nên chất lỏng chocolate và bơ cacao. Bơ chiết xuất này được làm mịn và xử lý để khử mùi.Vào những năm 1880, Rudolphe Lindt tại Switzerland đã bổ sung bơ cacao vào quá trình sản xuất chocolate, để làm cho sản phẩm nhẵn và bóng láng hơn. Năm 1875, Daniel Peter người Thuỵ Sĩ đã hoàn thiện quá trình sản xuất chocolate sữa, ngọt và mịn hơn chocolate đen. Đến đầu TK20, chocolate đã trở thành một nét văn hóa ẩm thực đặc trưng của toàn Châu Âu. Với sự phát triển mạnh mẽ liên tục, khi mà cacao đã trở thành một thực phẩm thông dụng và phổ biến trên khắp Châu Âu, thì việc trồng nó sẽ lan rộng ra toàn cầu là điều dễ hiểu. Cacao được trồng ở nhiều khu vực như Brazil, Pháp, Bồ Đào Nha và những thuộc địa của nó để buôn bán tới khắp nơi trên thế giới. Ngày nay, với sự tiến bộ không ngừng của khoa học và kỹ thuật thế giới, nhiều quy trình công nghệ tiên tiến, hiện đại đã được áp dụng vào sản xuất chocolate, làm cho chất lượng, mẫu mã cũng như mùi vị của chocolate được hoàn thiện không ngừng, 3 Công nghệ chế biến dầu và chất béo trở thành một món ăn tuyệt vời được ưa chuộng không chỉ ở phương Đông, phương Tây mà trên toàn thế giới. 1.2. Các chất dinh dưỡng có trong chocolate Hàm lượng dinh dưỡng của chocolate khác nhau tùy theo công thức chế biến của nhà sản xuất. Chocolate có chứa: • Protein: cần cho sự nuôi dưỡng và phục hồi các tế bào. Cacao chứa 8 axit amin thiết yếu trong các thực phẩm mà con người cần sử dụng hàng ngày. • Chất béo: chủ yếu là các chất béo đã bão hoà, chiếm đến 50% thành phần chocolate. Các axit béo cấu thành nên bơ cacao thúc đẩy quá trình giảm cholesterol trong cơ thể. • Vitamin E: một loại vitamin có thể hoà tan các chất béo, rất cần thiết cho sự phát triển của màng tế bào. • Chất sắt: không thể thiếu trong quá trình hình thành hêmôglôbin - một loại hợp chất mang ôxi đến cho máu. • Cafêin: chất kích thích hệ thần kinh. • Chất đồng: trợ giúp cho việc chuyển hoá chất sắt, tạo nên melanin (trong tóc và da) và các chức năng của hệ thần kinh trung ương. • Chất xơ: giúp điều hoà quá trình liên vận trong ruột. • Kali: ảnh hưởng tới việc kích thích cơ bắp và chuyển hoá của tim. • Magie: đảm bảo sự cân bằng trong hệ thần kinh và điều hoà sự kích thích cơ bắp. Nếu thiếu chất này, cơ thể sẽ cảm thấy mệt mỏi, cảm giác bất an, lo lắng, mất ngủ và bị táo bón. • Canxi: đóng vai trò cơ bản trong hoạt động của tế bào và trong sự hình thành xương và răng. • Phospho: là thành phần của mạng lưới xương, đây là một loại chất khoáng rất quan trọng cần thiết cho cơ thể, cũng như canxi. • Các loại hoá chất từ thực vật có tác dụng chống ôxi hoá (ví dụ như chất flavonoids): hạt cacao - thành phần chủ yếu trong chocolate - chứa hơn 600 loại hoá chất từ thực vật, trong đó có các chất chống ôxi hoá có tác dụng ngăn ngừa bệnh tim và ung thư. • Natri: trong chocolate sữa, có thể chứa khoảng 100mg. 1.3. Công dụng của chocolate Tác dụng trên tim mạch: Đây là lợi ích đầu tiên mà các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu đến. Chất phenolic có trong chocolate có tác dụng ngăn ngừa và hạn chế 4 Công nghệ chế biến dầu và chất béo các nguy cơ rủi ro có thể xảy đến với hệ tim mạch. Hơn nữa, chocolate còn có tác dụng hạn chế nguy cơ tăng hàm lượng cholesterol, cho dù chế độ ăn có bị buông lỏng. Mặt khác, chất catechin trong chocolate cũng có tác dụng chống lại các chất oxy hóa - nguyên nhân gây xơ cứng mạch máu, mỡ máu cũng như các rủi ro khác cho tim, cho hệ mạch kể cả mạch não. Tác dụng chống ung thư: đặc biệt là chocolate đen. Sở dĩ như vậy là vì trong thành phần của chocolate có chứa nhiều chất chống oxy hóa, chất khoáng và vitamin. Tác dụng trên não: chocolate có chứa theobromin, cafein, phenylethylamin, serontonin là những chất kích thích hệ thần kinh trung tâm, giúp cải thiện hoạt động cơ bắp và phản xạ, giúp chống lại sự căng thẳng, mệt mỏi và trạng thái trầm cảm, tạo cho ta cảm giác, hưng phấn, thoải mái. Tác dụng đến hoạt động tình dục: Nhiều nghiên cứu cho thấy, những người, đặc biệt là phụ nữ, nếu sử dụng chocolate đều đặn sẽ có cảm hứng, khả năng và cơ hội thỏa mãn tình dục tốt hơn hẳn. Mặt khác, chất tryptophan trong chocolate giúp cho người ta tăng thêm cảm giác thích thú, hấp dẫn, đồng thời kích thích trung tâm khoái cảm ở vỏ não. Tác dụng khác: Chống sâu răng, chống ho kéo dài, chống lao và các bệnh về phổi, chống suy nhược cơ thể. 1.4. Quy trình công nghệ sản xuất chocolate 1.4.1. Quy trình công nghệ . 5 Cơng nghệ chế biến dầu và chất béo Hạt ca cao Xử lý nhiệt Tách vỏ Kiềm hóa Nghiền Phối trộn Nghiền tinh Xử lý nhiệt Làm dòu Rót khuôn Làm lạnh Bao gói Chocolate Đường, vanille Bơ ca cao Tác nhân kiềm hóa lecithin Rang Vỏ 6 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 1.4.2. Quy trình thực hiện Từ hạt ca cao ban đầu, ta thực hiện quá trình rang hạt ở nhiệt độ từ 160-220 o C. Quá trình này giúp tạo những biến đổi đặc trưng về hương vị cho hạt. Sau đó, hạt được tách vỏ để thu hạt ca cao nhân. Hạt ca cao nhân này tiếp tục thực hiện quá trình kiềm hóa. Dưới tác tác động của tác nhân kiềm hóa, một phần các acid trong hạt được trung hòa và cấu trúc hạt ca cao không còn chặt chẽ nữa mà trở nên xốp hơn. Sau khi kiềm hóa, hạt được nghiền nhỏ để chuẩn bị cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo. Hỗn hợp nguyên liệu ca cao sau khi nghiền được phối trộn với bơ ca cao, đường theo tỉ lệ phù hợp tùy theo loại chocolate cần sản xuất. Bơ ca cao được cho vào trước để tạo ra môi trường liên tục. Sau đó, các thành phần khác sẽ được cho vào. Sau khi phối trộn đều, hỗn hợp được đưa qua thiết bị nghiền để giảm kích thước các hạt phân tán xuống còn 20 – 30 µm, tạo hỗn hợp mịn, đồng đều, thuận lợi cho quá trình đảo trộn nhiệt. Sau nghiền, hỗn hợp được cho qua thiết bị đảo trộn nhiệt. Tại đây, dưới tác dụng của nhiệt độ và tác dụng cơ học của sự đảo trộn, hỗn hợp nguyên liệu có những biến đổi quan trọng tạo nên những tính chất đặc trưng của chocolate về màu sắc, mùi vị và cấu trúc. Sau quá trình đảo trộn nhiệt, hỗn hợp nguyên liệu tiếp tục được đưa qua quá trình làm dịu. Trong quá trình này, sự thay đổi nhiệt độ cần được kiểm soát chặt chẽ để chocolate đạt được chất lượng cao. Thông thường, quá trình được tiến hành như sau: nâng nhiệt độ khối ca cao lên 50 o C và giữ khoảng 10 phút để các tinh thể chất béo tan hoàn toàn; sau đó, hạ và giữ nhiệt độ ổn định khoảng 27 o C để tạo điều kiện các tinh thể bơ ca cao bền được hình thành, kết hợp sự khuấy trộn đều để các tinh thể phân bố đều trong khối chocolate, nâng nhiệt độ của khối chocolate lên khoảng 33 o C để làm chảy các tinh thể kém bền còn sót lại trong khi các tinh thể bền không bị tan. Kết quả là sau công đoạn này, tinh thể chocolate rất bền và đều nên bề mặt của chocolate rất láng, mịn và bóng. Sau quá trình làm dịu, chocolate sẽ được rót khuôn để tạo hình dạng mong muốn cho sản phẩm. Sau đó, để dễ dàng tách khuôn, chocolate sẽ được làm lạnh ở nhiệt độ 7-10 o C, rồi mới đem đi tháo khuôn và bao gói. Cuối cùng, sau khi bao gói, chocolate sẽ đưa vào bảo quản ở 23 o C hay ở nhiệt độ thường tùy theo từng loại chocolate. 7 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Chương 2- BƠ CA CAO VÀ PHÂN LOẠI CHOCOLATE 2.1. Phân loại chocolate Thành phần chính để sản xuất chocolate là bơ ca cao, bột ca cao, đường, sữa. Ngoài các thành phần chính trên, trong quy trình sản xuất chocolate, còn có bổ sung thêm một số phụ gia như: lecithin (chất tạo nhũ), các chất tạo mùi (vanille), chất ổn định và các chất bảo quản. Dựa vào thành phần phối trộn của các nguyên liệu chính trên, chocolate được phân thành 3 loại cơ bản: • Dark chocolate (chocolate không có sữa): thành phần chính gồm bột ca cao, bơ ca cao và đường. Trong đó bơ ca cao chiếm 22% theo trọng lượng. Hình 2.1: Một số loại chocolate đen (dark chocolate) • Milk chocolate (chocolate sữa): thành phần chính gồm bột ca cao, bơ ca cao, đường, sữa. Trong đó bơ ca cao chiếm 25% và chất béo trong sữa chiếm khoảng 5% theo trong lượng. Hình 2.2: Một số loại chocolate sữa (milk chocolate) • White chocolate (chocolate trắng): thành phần gồm bơ ca cao, đường, sữa. Trong đó phải có ít nhất 20% bơ ca cao và 3.5% chất béo trong sữa theo trọng lượng. 8 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Hình 2.3: Một số loại chocolate trắng (White chocolate) Bảng 1: Thành phần hóa học của một số sản phẩm chocolate (100g) Thành phần Đơn vị Chocolate đen Chocolate sữa Chocolate trắng Năng lượng Kcal 544 588 562 Glucid G 52.5 54.5 34.4 Lipid G 35.2 37.6 43.7 Nước G - - - Proteine G 5.6 8.7 18.7 Cellulose G 0 0 0 Tro G - - - Phospho Mg 138 218 - Canxi Mg 63 246 2000 Sắt Mg 2.9 1.7 2000 2.2. Bơ ca cao Bơ ca cao là nguyên liệu quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất chocolate, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chocolate thành phẩm. Bơ ca cao được tạo thành bằng hai cách: ép bột ca cao nhào hoặc dùng một số dung môi hữu cơ 9 [...]... cho dầu lỏng thoát ra bề mặt và kích thích làm thay đổi cấu hình gây ra sự nở hoa chất béo Dùng công thức thích hợp đối với chất béo: đối với hợp chất chocolate có chứa nhiều chất béo lauric (chất béo có chứa nhiều acid béo dạng trans) thì pha béo là rất quan trọng Sự nở hoa thường xảy ra do cơ chế thứ ba gây ra Do đó, ta nên lựa chọn một công thức phối trộn phù hợp Dùng chất ức chế sự nở hoa chất béo: ... 13 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Chương 3- SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC TRONG CHẤT BÉO CỦA CHOCOLATE 3.1 Hiện tượng nở hoa chất béo 3.1.1 Định nghĩa Sự nở hoa chất béo là do sự thay đổi về cấu trúc trong chất béo của chocolate Sự hình thay đổi cấu trúc này có thể quan sát được trên bề mặt của chocolate Chất béo bị nở hoa thường có hình dạng như những cái lõi lớn có kích thước khoảng 5µm, hơi trắng và. .. kiềm hãm sẽ tốt hơn (Fine, 2002) Trong trường hợp sử dụng chất béo lauric 17 Công nghệ chế biến dầu và chất béo thay cho dầu nhân cọ thì hiện tượng nở hoa chất béo giả sẽ tăng lên (Padley, 1997) Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi trạng thái cấu trúc của chocolate theo thành phần phần trăm của chất béo lauric và nhiệt độ Hiện tượng nở hoa chất béo giả là hiện tượng xảy ra khi bảo quản chocolate ở nhiệt... ban đầu Khi nhiệt độ giảm, các chất béo trên bề mặt kết tinh, làm nở hoa chất béo trên bề mặt 3.1.5 Cơ chế thay đổi cấu trúc pha rắn Thông thường, pha béo của chocolate được hình thành từ nhiều chất béo khác nhau (ví dụ: 15% bơ ca cao + 85% chất béo lauric hay 30% bơ ca cao + 70% chất béo dạng trans) Khi tiến hành sản xuất chocolate, các loại chất béo này sẽ trộn lẫn vào nhau tạo thành một pha đồng... (dưới 22oC): ở nhiệt độ này chất béo tồn tại ở dạng rắn nhiều hơn ở dạng lỏng Chính vì vậy, quá trình tái kết tinh tạo mầm tinh thể dạng β1 -3 (VI) 15 Công nghệ chế biến dầu và chất béo xảy ra bên trong tinh thể β2 -3 (V) Do đó, sự hình thành tinh thể dài hình kim này bị giới hạn và không thấy có sự nở hoa chất béo mặc dù quá trình tái kết tinh vẫn xảy ra Năm 1998, Bricknell và Hartel đã tiến hành thí... cho 1-2 % bơ sữa vào chocolate vì chất béo này có ảnh hưởng tốt đối với sự thay đổi từ dạng V sang VI theo cơ chế thứ nhất Nguyên nhân là do chất béo sữa có những thành phần có nhiệt độ nóng chảy cao hơn của bơ ca cao, nên có khả năng chống lại sự nở hoa chất béo Phần cất từ chất béo sữa có nhiệt độ nóng chảy cao có khả năng chống lại sự nở hoa chất béo tốt hơn so với bản thân chất béo bơ sữa; ngược... ta phải thực hiện việc đồng hóa thật tốt khối chocolate Khi đó, các chất béo khác nhau sẽ không có điều kiện để trở lại trạng thái ban đầu và sự nở sẽ không xảy ra 16 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 3.1.6 Biện pháp tránh nở hoa chất béo Điều chỉnh nhiệt độ kho bảo quản: nếu nhiệt độ thấp (thường < 15 oC) thì sự thay đổi cấu hình và sự di chuyển đến trạng thái cân bằng diễn ra chậm Đồng thời, trong... tham khảo 1 Giáo trình Công nghệ lên men – Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4 (Lưu hành nội bộ), 2004 2 Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa (1996), Công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả, NXB Khoa học và Kỹ thuật 19 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 20 .. .Công nghệ chế biến dầu và chất béo (tricloethylen, cyclohexan, rượu etylic, isopropylic…) để trích trực tiếp chất béo của hạt ca cao sau khi đã xay và loại mầm Bảng 2: Thành phần chất béo trong bơ ca cao STT Tên triglycerid Phần trăm (%) 52 ÷ 57 Nhiệt độ nóng chảy (oC) 34,5 18 ÷ 22 43,5 4÷6 29... đổi từ pha rắn sang hai pha (rắn + lỏng) • Sự biến đổi cấu trúc từ pha rắn đồng nhất sang trạng thái pha rắn không đồng nhất Hình 3.1: Hiện tượng nở hoa ở chocolate 3.1.3 Sự thay đổi cấu hình 14 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Chocolate là một sản phẩm có hàm lượng béo rất cao nên trong quá trình tàng trữ sản phẩm, thường xảy ra hiện tượng nở hoa chất béo làm giảm giá trị của thành phẩm Hiện tượng . trường hợp sử dụng chất béo lauric 17 Công nghệ chế biến dầu và chất béo thay cho dầu nhân cọ thì hiện tượng nở hoa chất béo giả sẽ tăng lên (Padley, 1997) Hiện tượng nở hoa chất béo giả là hiện. đó, các chất béo khác nhau sẽ không có điều kiện để trở lại trạng thái ban đầu và sự nở sẽ không xảy ra. 16 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 3.1.6. Biện pháp tránh nở hoa chất béo Điều. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU VÀ CHẤT BÉO BÁO CÁO ỨNG DỤNG CHẤT BÉO TRONG VIỆC SẢN XUẤT CHOCOLATE Giáo