CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU VÀ CHẤT BÉO

  • Số trang: 22 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 36 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

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 Phạm Minh Trường Năng Xuân Quang Giang Phương Nga Trần Thị Trúc Phương Lê Thúc Hưng Phan Kiều My 09139034 09139214 09139253 10139135 10139177 10139093 10139125 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Tháng 12/2012 2 MỤC LỤC Chương 1- TỔNG QUAN 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển chocolate..............................................................2 1.1.1. Lịch sử hình thành chocolate........................................................................................2 1.1.2. Tình hình phát triển.......................................................................................................2 1.2. Các chất dinh dưỡng có trong chocolate.................................................................4 1.3. Công dụng của chocolate........................................................................................5 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 Chương 2- BƠ CA CAO VÀ PHÂN LOẠI CHOCOLATE 2.1. Phân loại chocolate.................................................................................................8 2.2. Bơ ca cao................................................................................................................9 Chương 3- SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC TRONG CHẤT BÉO CỦA CHOCOLATE 3.1. Hiện tượng nở hoa chất béo..................................................................................13 3.1.1. Định nghĩa...................................................................................................................13 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.................................................................................16 Tài liệu tham khảo......................................................................................................20 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, trở thành một món ăn tuyệt vời được ưa chuộng không chỉ ở phương Đông, phương Tây mà trên toàn thế giới. 3 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 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 các nguy cơ rủi ro có thể xảy đến với hệ tim mạch. Hơn nữa, chocolate còn có tác 4 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 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 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Haït ca cao Xöû lyù nhieät Taùch voû Kieàm hoùa Vỏ Taùc nhaân kieàm hoùa Rang Nghieàn Ñöôøng, vanille Phoái troän Bô ca cao Nghieàn tinh Xöû lyù nhieät lecithin Laøm dòu Roùt khuoân Laøm laïnh Bao goùi Chocolate 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 oC. 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 m, 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 oC 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 oC 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 33oC 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 7-10oC, rồi mới đem đi tháo khuôn và bao gói. Cuối cùng, sau khi bao gói, chocolate sẽ đưa vào bảo quản ở 23 oC 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 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  57 1 Ol eo pa n m et ost ea rin 2 Oleodistearin 3 Oleodipanmitin 4 Dipanmitostearin 5 Dioleopanmitostearin 6 Dioleostearin 7 52 Phần trăm (%) 34,5  22 4 6 2,5  3,0 7 8 18 Nhiệt độ nóng chảy (oC) 43,5 29 63 – 68 Nhiệt độ thường 6 12 nt Oleolioleopanmitin 0,5 nt 8 Oleolioleostearin 4,5 nt 9 Acid béo tự do 1,1 nt Do trong thành phần của bơ ca cao có chứa nhiều acid béo no cao như acid palmitic (C16-0), acid Stearic (C18-0) nên bơ ca cao có dạng rắn ở nhiệt độ bình thường và tan chảy ở khoảng nhiệt độ 34-35 oC. Vì vậy, khi sử dụng bơ ca cao để sản xuất chocolate đã tạo chocolate một tính chất đặc biệt, đó là khả năng tan chảy ngay trong miệng. Đây cũng là một phương pháp nhanh chóng và hiệu quả để đánh giá chất lượng của chocolate. Bơ ca cao là chất béo có giá thành rất cao. Do đó, người ta đã tiến hành nhiều nghiên cứu để tìm ra các chất béo khác thay thế cho nguyên liệu bơ ca cao nhằm làm giảm giá thành sản phẩm. Tuy nhiên, các chất thay thế chỉ giống bơ ca cao về tính chất vật lý và hóa học mà không tạo được hương vị cũng như tính chất đặc trưng cho sản 10 Công nghệ chế biến dầu và chất béo phẩm chocolate như bơ ca cao. Do đó, hàm lượng các chất thay thế được sử dụng trong sản xuất chỉ ở mức giới hạn, không vượt quá 20% so với bơ ca cao. Bảng 3: Một số tiêu chuẩn về bơ ca cao STT Tên chỉ tiêu chất lượng Tiêu chuẩn 1 Chỉ số acid (mg KOH/g) <4 2 Chỉ số xà phòng hóa (mg KOH/g) 188 -195 3 Chỉ số Iod (gI2/100g) 32 – 42 4 Chỉ số kết tinh 45 – 50 5 Tỷ trọng (95oC/30 oC) 6 Thành phần chất béo : 0,898 – 0,904 Acid Palmitic (C16-0) 22 – 25% Acid Stearic (C18-0) 34% – 36% Acid Oleic (C18-1) 37% – 40% Acid Linoleic (C18-2) 2% - 4% Bơ ca cao có giá trị dinh dưỡng rất cao. Nó cung cấp đầy đủ các loại acid béo cần thiết cho cơ thể với một tỉ lệ tương đối phù hợp. Ngoài ra, thành phần acid béo linoleic trong bơ ca cao còn là một loại acid béo quan trọng mà cơ thể không tổng hợp được. Acid béo này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng tế bào và chất kháng viêm trong cơ thể. Cũng như các loại chất béo khác ở trạng thái rắn, phân tử của bơ ca cao có thể tồn tại ở nhiều dạng tinh thể khác nhau gọi là chất đa tinh thể (polymorphic). Do đó, khi thành phần các tinh thể thay đổi thì nhiệt độ nóng chảy của chất béo cũng thay đổi. 11 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Tinh thể của chất béo có 3 dạng cơ bản: α, β’, β. Tuy nhiên, nhiều chất béo có nhiều hơn 3 dạng cơ bản này, các dạng trung gian β1, β2, β’1, β’2…. Dạng α : Các nhánh acyl kết tinh theo dạng lục lăng (hexagonal), không có góc nghiêng nên được gọi là cấu trúc dạng H. Khoảng cách giữa các nhánh trong mạng kết tinh khoảng 0,42nm. Hình 2.4: Tinh thể dạng lục lăng (Hexagonal) Dạng β’ ’: Khoảng cách giữa các nhánh acyl kết tinh không đều đặn. Chúng kết tinh dưới dạng mạng orthorhombic. Khoảng cách giữa các nhánh có thể trong khoảng 0,37–0,40nm hoặc trong khoảng 0,42–0,43nm. Giữa các nhánh kết tinh tạo thành các góc nghiêng trong khoảng từ 50o – 70o. Hình 2.5: Tinh thể dạng mạng (orthorhombic) Dạng β: Ở dạng thù hình , các nhánh kết tinh lại dưới dạng tam tà (triclinic) với các góc nghiêng giữa các nhánh trong khoảng 500 – 700. Các nhánh acyl sắp xếp song song và chặt sít với nhau. Khoảng cách giữa các nhánh acyl khoảng 0,46nm. Có một số điểm trong mạng, khoảng cách này bị rút ngắn thành 0,36–0,39nm. 12 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Hình 2.6: Tinh thể dạng tam tà(triclinic) Bảng 4: Các dạng tinh thể của bơ ca cao Nhiệt độ nóng chảy Dạng tinh thể Cấu trúc tinh thể Dạng I ’2 16-18 61-67 Dạng II  21-22 70-72 Dạng III Hỗn hợp 25.5 78 Dạng IV ’1 27-29 81-84 Dạng V 2 34-35 93-95 Dạng VI 1 36 97 o C o F Các dạng tinh thể bơ ca cao gồm:  Dạng I (Form I): được tạo ra do làm lạnh nhanh ở nhiệt độ thấp, nó không bền và có nhiệt độ nóng chảy khoảng 17oC.  Dạng I: nhanh chóng chuyển sang dạng II có nhiệt độ nóng chảy 21-22oC.  Dạng II: sẽ bị chuyển từ từ sang dạng III và dạng IV.  Dạng IV: được tạo ra nếu chocolate không được xử lý nhiệt hoặc được xử lý nhiệt không triệt để rồi được đem đi làm lạnh. Dạng IV cũng nhanh chóng bị chuyển sang dạng V (cấu trúc ). Đây là dạng bền nhất của tinh thể bơ ca cao do sự sắp xếp glyceride trong mạng tinh thể chất béo là chặt chẽ nhất, tạo ra cấu trúc mịn cho sản phẩm, do đó, kéo dài thời gian bảo quản.  Dạng V: sẽ chuyển thành dạng VI nếu thời gian bảo quản dài (4 tháng) ở nhiệt độ phòng, dạng VI sẽ gây ra hiện tượng chocolate “nở hoa”. Hiện tượng này là do chất béo tái kết tinh thành những tinh thể lớn. Khi đó, các giọt glycerid lỏng 13 Công nghệ chế biến dầu và chất béo di chuyển lên bề mặt và kết tinh làm cho bề mặt chocolate mờ và không láng bóng. 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 5m, hơi trắng và nằm rải rác trên bề mặt chocolate. Nở hoa chất béo là một hiện tượng thường xảy ra trong đa số chất béo. 3.1.2. Cơ chế Hiện tượng nở hoa chất béo được nhận ra do làm mất sự bóng loáng, làm đục chứ không phá vỡ bề mặt chocolate. Nguyên nhân là do sự phát triển tinh thể lớn tạo nên một pha mới trong chất béo của chocolate. Những tinh thể lớn gây ra sự nhiễu xạ, phân tán ánh sáng làm cho bề mặt sản phẩm bị sậm màu. Sự hình thành pha mới có 3 lý do:  Sự thay đổi cấu hình.  Sự thay 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. 14 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Hình 3.1: Hiện tượng nở hoa ở chocolate 3.1.3. Sự thay đổi cấu hình 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 này xảy ra là do quá trình làm dịu không tốt, gây ra sự thay đổi từ dạng tinh thể ’-2 (IV) sang 2 -3 (V), hay 1 -3 (VI). Năm 2001, Sato và Koyano đã đưa ra cơ chế chi tiết của hiện tượng nở hoa chất béo. Họ cho rằng hiện tượng nở hoa chất béo là do sự thay đổi cấu hình theo hai cách, phụ thuộc vào nhiệt độ: Ở nhiệt cao (trên 25oC): ở nhiệt độ này, chất béo tồn tại ở trạng thái trung gian (giữa pha lỏng và pha rắn). Khi đó, các phân tử triglycerides trên bề mặt tinh thể dạng 2 -3 (V) có xu hướng tan chảy thành dạng lỏng. Trong pha lỏng, các triglycerides này sẽ tái kết tinh thành dạng 2 -3 (V) ban đầu hoặc dạng 1 -3 (VI) trên bề mặt tinh thể 2 -3 (V) ban đầu hoặc trên bề mặt tinh thể đường. Chính sự hình thành các tinh thể dạng 1 -3 (VI) đã gây nên sự nở hoa chất béo. Khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử, tinh thể này có dạng hình kim dài và mảnh. Khi nhiệt độ càng cao, sự nở hoa chất béo càng lớn do bơ càng hóa lỏng và tốc độ thay đổi cấu hình tăng nhanh. Bảng 5: Quan sát sự thay đổi cấu hình tinh thể trong mẫu chocolate được bảo quản trong vài năm (Cebula & Ziegleder) 15 Công nghệ chế biến dầu và chất béo Sau khi bảo quản 3.5 năm Mẫu thử chocolate đen chocolate đen + 2% milk fat chocolate đen +1% milk fat chocolate sữa 23oC 10oC VI V V V V V V V Sau khi bảo quản 4 năm Chocolate đen 23oC 18oC 10oC VI V V Ở nhiệt độ thấp (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 1 -3 (VI) xảy ra bên trong tinh thể 2 -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 nghiệm làm chocolate từ đường không kết tinh. Kết quả vẫn có sự thay đổi cấu hình từ dạng V sang dạng VI. Tuy nhiên, trên bề mặt chocolate lại không có hiện tượng nở hoa chất béo. Điều này dẫn đến kết luận rằng, để sự nở hoa chất béo xảy ra thì ngoài việc cần có sự thay đổi cấu hình của chất béo, còn cần có một cơ chế thúc đẩy sự dịch chuyển chất béo lỏng lên bề mặt rắn nhằm thúc đẩy sự tái kết tinh, tạo tinh thể dạng kim. Năm 1975, Adernier, Ollivon, Perron và Chaveron còn cho rằng sự thay đổi dang tinh thể không gây sự nở hoa chất béo. Từ những nghiên cứu này ta có thể đưa ra kết luận rằng sự thay đổi cấu hình từ dạng V sang dạng VI chỉ là điều kiện cần gây ra sự nở hoa chất béo. 3.1.4. Cơ chế chuyển từ pha rắn sang pha rắn lỏng Có thể giải thích hiện tượng chuyển pha như sau. Khi nhiệt độ tăng, chất rắn sẽ tan chảy ra thành chất lỏng làm thể tích tăng đột ngột. Điều này làm sinh ra một áp suất nén lớn bên trong lòng chất rắn, làm bề mặt chocolate bị vỡ ra hay có lỗ; từ đó pha lỏng sẽ thoát ra ngoài. Vì vậy, pha rắn và pha lỏng bị tách ra không thể kết hợp lại như ban đầu. Khi nhiệt độ giảm, các chất béo trên bề mặt kết tinh, làm nở hoa chất béo trên bề mặt. 16 Công nghệ chế biến dầu và chất béo 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 nhất. Tuy nhiên, nếu việc đồng nhất không tốt thì trong quá trình tàng trữ từ vài tuần đến vài tháng, từng hợp chất béo này sẽ trở lại trạng thái cân bằng ban đầu của chúng và làm cho chocolate có những thành phần riêng rẽ không đồng nhất. Và chỉ sau vài tuần sau khi các chất béo đạt trạng thái cân bằng, pha rắn ban đầu chuyển thành hai pha rắn và sự nở hoa xuất hiện. Để hạn chế hiện tượng này, ở khâu xử lý nhiệt, 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. 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 quá trình bảo quản, cần tránh sự thay đổi nhiệt độ theo chu kỳ vì điều này làm 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:  Trong sản xuất chocolate, người ta thường 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 lại phần chiết có nhiệt độ nóng chảy thấp lại gây ra hiện tượng nở hoa chất béo. Vì 17 Công nghệ chế biến dầu và chất béo chúng hạ thấp nhiệt độ nóng chảy của bơ ca cao. Do đó, chocolate dễ bị tan chảy dẫn đến nở hoa chất béo. Chất béo sữa đã được hydro hóa thì có khả năng chống lại sự nở hoa chất béo tốt hơn chất béo sữa chưa qua hydro hóa (Campell, Andersen & Keeney, 1969; Hendrickx, de moor, 1971)  Ngoài ra, để chống lại sự nở hoa chất béo, ta còn có thể sử dụng triglycerides. Khi cho thêm 10% StStO (Oleodistearin) vào bơ ca cao thì có tác dụng làm chậm sự biến đổi từ dạng V sang dạng VI và tránh sự nở hoa (Ebihare, 1997; Arishima & McBrayer, 2002). Ưu điểm của chất này là không làm thay đổi nhiệt độ, độ cứng và khả năng tan chảy trong miệng của chocolate.  Sử dụng stearin với hàm lượng thấp (dưới 5%) cũng có vai trò như là chất kiềm hãm nở hoa chất béo. Đặc biệt, bổ sung thêm một ít dầu nhân cọ thì hiệu quả kiềm hãm sẽ tốt hơn (Fine, 2002). Trong trường hợp sử dụng chất béo lauric 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 18
- Xem thêm -