CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về chocolate đen 1. Khái niệm về chocolate đen [29] Chocolate đen được làm từ các thành phần như bột nhão ca cao, bơ ca cao, đường, soya lecithin và hương vanilla. Hàm lượng bột nhão trong chocolate đen khoảng 70 – 90%.
Sơ lược lịch sử chocolate đen [2] Chocolate dạng thức uống xâm nhập vào Tây Ban Nha do công của Cortes một nhà thám hiểm Tây Ban Nha đến Aztec vào năm 1519. Vua Montezuma ở Aztec chào đón Cortes với một bữa tiệc lớn trong đó có một ly nước uống được làm từ ca cao mà người Aztec gọi là “chocolatl”. Trong thời gian ở lại Aztec, Cortes nhận ra tiềm năng kinh tế cho hạt ca cao. Ông đã thay đổi “chocolatl” bằng cách thêm đường mía vào để làm nó dễ chịu hơn.
Ông đem “chocolatl” về Tây Ban Nha, ở đây “chocolatl” được giới thượng lưu đón nhận và sau đó nó được đa dạng hóa theo hướng bổ sung thêm một số hương vị mới như quế, vanilla… Bảng 1. Tóm tắt một số mốc thời gian quan trọng trong lịch sử phát triển chocolate đen [2] Năm Sự kiện 1519 Cortez phát hiện rằng ca cao được trồng bởi người Aztec hơn 3000 năm trước. 1528 Cortez giới thiệu thức uống chocolate đến Tây Ban Nha. 1606 Thức uống chocolate lan rộng tới Ý.
1615 Thức uống chocolate đến Pháp. 1657 Xưởng chocolate đầu tiên được thành lập ở London. 1765 Công ty chocolate đầu tiên được thành lập ở Bắc Mỹ. 1828 Van Houten tìm ra cách ép chất béo trong hạt ca cao.
5 1847 Nhà máy sản xuất chocolate thành lập ở Anh. Phân loại chocolate đen Dựa vào hàm lượng bột nhão ca cao có thể phân loại chocolate đen thành nhiều dòng phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Các sản phẩm chocolate đen trên thị trường - Chocolate đen 90% bột nhão ca cao. - Chocolate đen 85% bột nhão ca cao.
- Chocolate đen 70% bột nhão ca cao. Nguyên liệu để sản xuất chocolate 1. Hạt ca cao sau lên men a) Thành phần hóa học Bảng 1. Thành phần hóa học của hạt ca cao lên men [2] Thành phần Hàm lượng Nước 2–5 Chất béo 48 – 57 Protein 11 – 16 Tinh bột 6–9 Chất xơ 2,1 – 3,2 Tro 2,6 – 4,2 6 Theobromine 0,8 – 1,4 Caffein 0,1 – 0,7 Polyphenol Procyanidin 23mg/g hạt ca cao Epicatechin 3 – 16mg/g hạt ca cao b) Yêu cầu về hạt ca cao nguyên liệu [22] Theo TCVN 7519:2005 xác định các yêu cầu đối với hạt ca cao nguyên liệu như sau: - Không có tạp chất lạ.
- Không có mùi khói, không có mùi vị lạ. - Không chứa côn trùng sống. - Đồng đều về kích cỡ hạt. - Không có hạt dính đôi, dính ba.
Phân loại hạt ca cao theo TCVN 7519:2005 Loại 1A 1B 1C Số hạt trong 100g <100 <110 <120 Độ ẩm Tối đa 7,5% Tối đa 7,5% Tối đa 7,5% Hạt xám màu Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Hạt mốc Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Hạt bị hư hại do côn Tối đa 2,5% Tối đa 2,5% Tối đa 2,5% trùng hay nảy mầm Tạp chất (rác) Tối đa 2,0% Tối đa 2,0% Tối đa 2,0% 7 c) Các dạng hư hỏng thường gặp của hạt ca cao [23] Trong quá trình tồn trữ hạt ca cao không đúng cách gây ra các dạng hư hỏng như sau: - Hạt bị mốc. - Các hạt dính lại. - Hạt bị hư hỏng do côn trùng. - Hạt có mùi lạ.
Để tránh hạt bị hư hỏng trong bảo quản cần lưu ý: - Cất trữ hạt nơi khô ráo, thoáng trên sàn gỗ, kệ gỗ. - Trữ hạt trong bao bố buộc kín. - Có biện pháp thích hợp để phòng sâu bọ, gậm nhấm. - Không để hạt ca cao gần với những sản phẩm có mùi.
Bơ ca cao a) Tính chất của bơ ca cao Bơ ca cao là thành phần quan trọng trong sản xuất chocolate đen. Bơ ca cao được ép ra từ bột nhão ca cao. Các thành phần chính của bơ ca cao là triglyceride với các acid béo chính là acid palmitic, acid stearic và acid oleic. Thành phần acid béo trong bơ ca cao [16] Chất béo Tỷ lệ phần trăm Acid oleic 34,5% Acid stearic 34,5% Acid palmitic 26% Acid linoleic 3,2% Acid arachidic 1,0% Acid palmitoleic 0,3% Acid khác 0,5% 8 Bơ ca cao tồn tại dưới sáu dạng tinh thể với nhiệt độ tan chảy khác nhau.
Các dạng tinh thể bơ ca cao [1], [2], [5] Dạng tinh thể Nhiệt độ nóng chảy (0C) Dạng I γ 16 – 18 Dạng II α 22 – 24 Dạng III β'2 24 – 26 Dạng IV β’1 26 – 28 Dạng V β2 32 – 34 Dạng VI β1 34 – 36 Tinh thể γ(I) được tạo ra bằng cách làm lạnh nhanh ở nhiệt độ thấp. Tinh thể α(II) chuyển sang tinh thể β'2(III) và β’1(IV) chậm hơn. Tinh thể β2(V) và β1(VI) là các dạng tinh thể ổn định nhất của bơ ca cao. Tinh thể β2(V) là trạng thái được tạo ra trong quá trình xử lý nhiệt.
Trong thời gian lưu trữ dài rất chậm biến thành tinh thể β1(VI) và sự thay đổi dẫn đến hiện tượng nở hoa chất béo. Tinh thể α có các chuỗi alkyl trong acid béo song song với nhau và vuông góc với mặt phẳng phân tử. Nếu chúng quan sát về cuối chuỗi thì sẽ thấy xuất hiện một mặt phẳng cắt ngang đối xứng, hình lục giác. Tinh thể β’, β sắp xếp một cách trật tự hơn.
Cả hai tinh thể có một góc xếp thành một góc nghiêng so với mặt glycerol cuối. Ở tinh thể β’ có góc lớn hơn một chút so với β. Chính sự tạo thành góc nghiêng làm cho khoảng cách giữa các chuỗi chuỗi glycerol ngắn hơn giúp cho tinh thể bơ ca cao bền hơn. Mô hình sự sắp xếp của chất béo ở các dạng tinh thể α, β’ và β b) Chất lượng của bơ ca cao Bảng 1.
Các thông số chất lượng của bơ ca cao [16] (Nguồn: Cargill Cocoa 2007) Chỉ tiêu Giá trị Acid béo tự do 1,75% Chỉ số iodine 33 – 42 Độ ẩm Tối đa 0,1% Chất không xà phòng hóa Tối đa 0,35% Các biến đổi của bơ ca cao: [21] - Hiện tượng xà phòng hóa: là quá trình thủy phân este trong môi trường kiềm, tạo thành alcol và muối cacboxylate. - Sự ôi hóa lipid: 1. Đường saccharose [28] a) Thành phần hóa học Đường saccharose là một disaccharide gồm glucose và fructose với công thức phân tử C12H22O11. Trong cấu trúc phân tử không còn nhóm – OH glycoside do đó nó không mang tính khử.
10 Đường saccharose là tinh thể không màu, không mùi, có vị ngọt, tan nhiều trong nước, nhất là nước nóng, nóng chảy ở 1850C, tỷ trọng 1,5879g/cm3. Trong chocolate đen, saccharose tồn tại ở dạng tinh thể. Do đó nếu kích thước tinh thể đường quá to, người sử dụng có thể cảm nhận được chúng. Khi đó tính chất cảm quan của chocolate sẽ bị giảm đi đáng kể.
Thông thường, kích thước mong muốn của tinh thể saccharose trong chocolate nhỏ hơn 30µm. Ngoài ra, cần chú ý đến hiện tượng tái kết tinh đường trong quá trình bảo quản chocolate, gây nên hiện tượng nở hoa đường, làm giảm độ bóng mịn của bề mặt chocolate, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. b) Chất lượng của đường [26] Bảng 1. Tiêu chuẩn chất lượng đường saccharose tinh luyện (TCVN 6959:2001) STT Chỉ tiêu Mức quy định Cảm Màu sắc Tinh thể trắng sáng 1 quan Mùi Đặc trưng, không có vị lạ Vị Ngọt thanh Trạng thái Tinh thể rời khô, kích thước đồng đều 2 Độ Pol, (0Z) ≥ 99,90 3 Hàm lượng đường khử (% ≤ 0,03 khối lượng) 4 Tro độ dẫn (% khối lượng) ≤ 0,03 5 Độ ẩm (% khối lượng) ≤ 0,05 6 Độ màu (đơn vị ICUMSA) ≤ 10 7 Hàm lượng tạp chất ≤2 11 1.
Các chất phụ gia a) Soya lecithin [27] Thành phần hóa học Soya lecithin được chiết xuất từ đậu nành. Trong thành phần lecithin bao gồm 35% dầu đậu nành và 16% phosphatidylcholine. Lecithin có khả năng tạo ra những lớp mỏng trên bề mặt phân chia giữa pha ưa nước và pha ưa béo. Trong sản xuất chocolate, lecithin ảnh hưởng đến bề mặt láng bóng của chocolate, tránh hiện tượng nở hoa chất béo, ảnh hưởng đến quá trình kết tinh chất béo.
Chất lượng lecithin Bảng 1. Chỉ tiêu chất lượng của lecithin [27] Chỉ tiêu Mức quy định AI ≤ 66% HI ≤ 0,1% Ẩm ≤ 0,8% AV < 21,5 PV < 10 Độ màu ≤ 17 Kim loại nặng < 20ppm As <4ppm AI: Acetone Insolubles dùng đánh giá độ hoạt động bề mặt của lecithin. HI: Hexane Insolubles dùng đánh giá hàm lượng chất khô không béo trong lecithin. Thành phần hóa học 12 Hương liệu dùng trong sản xuất chocolate thông thường nhất là vanilla.
Nó là một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C8H8O3. Nhóm chức của nó bao gồm aldehyde, ete và phenol. Nó được chiết xuất tự nhiên từ cây vanilla. Chất lượng vanilla Bảng 1.
Tiêu chuẩn chất lượng vanilla Chỉ tiêu Mức quy định Điểm nóng chảy 81 – 820C Độ tinh khiết >99,5 % Độ ẩm <0,5 % Tro <0,05 % Cảm quan Mịn, sạch, trắng sáng 13 1. Quy trình công nghệ sản xuất chocolate đen 1. Sơ đồ quy trình công nghệ Hạt ca cao sau lên men Rang Tách vỏ Vỏ Nghiền thô Đường Lecithin Phối trộn Bơ ca cao Vanilla Nghiền mịn Ủ đảo trộn Xử lý nhiệt Rót khuôn Làm lạnh Tách khuôn, bao gói Chocolate đen Hình 1. Sơ đồ quy trình sản xuất chocolate đen 14 1.
Thuyết minh quy trình a) Rang Quá trình rang hạt ca cao nhằm tạo ra những biến đổi hóa học cần thiết để hình thành nên hương vị đặc trưng cho chocolate. Các biến đổi hóa học quan trọng nhất trong quá trình rang là: - Phản ứng thủy phân: trong quá trình rang hạt ca cao, các phản ứng thủy phân sẽ diễn ra dưới tác dụng của nhiệt độ. Tuy nhiên, càng về cuối quá trình rang, các phản ứng này càng ít diễn ra vì hàm lượng ẩm giảm. Trong số các phản ứng thủy phân, phản ứng thủy phân lipid là quan trọng nhất vì nó góp phần tạo ra các cấu tử tiền hương cho bột nhão ca cao.
- Phản ứng Maillard: đây là phản ứng quan trọng nhất trong quá trình hình thành hương vị đặc trưng cho cho bột nhão ca cao. Do sự kết hợp giữa đường khử và acid amin được sinh ra trong quá trình lên men. - Phản ứng oxi hóa khử: trong quá trình rang hạt ca cao, các phản ứng oxi hóa khử diễn ra khá mạnh, đặc biệt là các phản ứng oxi hóa khử các hợp chất polyphenol, chuyển polyphenol thành các hợp chất có màu nâu.