công nghệ chế biến dầu và chất béo

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
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
(%)
Nhiệt độ nóng
chảy (
o
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 nt
7 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 (C
16-0
), acid Stearic (C
18-0
) nên bơ ca cao có dạng rắn ở nhiệt độ bình thường
và tan chảy ở khoảng nhiệt độ 34-35
o
C. 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
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.


10
Công nghệ chế biến dầu và chất béo
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 (gI
2
/100g) 32 – 42
4 Chỉ số kết tinh 45 – 50
5 Tỷ trọng (95
o
C/30
o
C) 0,898 – 0,904
6 Thành phần chất béo :
Acid Palmitic (C
16-0
) 22 – 25%
Acid Stearic (C
18-0
) 34% – 36%
Acid Oleic (C
18-1
) 37% – 40%

Acid Linoleic (C
18-2
) 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.
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 β
1
, β
2
, 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.

11
Công nghệ chế biến dầu và chất béo
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 50
o
– 70
o
.

Hình 2.5: Tinh thể dạng mạng (orthorhombic)
Dạng β: Ở dạng thù hình β, các nhánh kết tinh lại dưới dạng tam tà (triclinic)
với các góc nghiêng giữa các nhánh trong khoảng 50
0
– 70
0
. 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.
Hình 2.6: Tinh thể dạng tam tà(triclinic)


12

Công nghệ chế biến dầu và chất béo
Bảng 4: Các dạng tinh thể của bơ ca cao
Dạng tinh thể
Cấu trúc tinh
thể
Nhiệt độ nóng chảy
o
C
o
F
Dạng I
β’
2
16-18 61-67
Dạng II
α
21-22 70-72
Dạng III Hỗn hợp 25.5 78
Dạng IV
β’
1
27-29 81-84
Dạng V
β
2
34-35 93-95
Dạng VI
β
1
36 97

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 17
o
C.
• Dạng I: nhanh chóng chuyển sang dạng II có nhiệt độ nóng chảy 21-22
o
C.
• 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 β). 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
di chuyển lên bề mặt và kết tinh làm cho bề mặt chocolate mờ và không láng
bóng.


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 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.
3.1.3. Sự thay đổi cấu hình


Hình 3.1: Hiện tượng nở hoa ở chocolate
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 này xảy ra là do quá trình làm dịu không tốt, gây ra sự thay đổi từ
dạng tinh thể β’-2 (IV) sang β
2
-3 (V), hay β
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 25

o
C): 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
β
2
-3 (V) có xu hướng tan chảy thành dạng lỏng. Trong pha lỏng, các triglycerides này
sẽ tái kết tinh thành dạng β
2
-3 (V) ban đầu hoặc dạng β
1
-3 (VI) trên bề mặt tinh thể β
2
-3 (V) ban đầu hoặc trên bề mặt tinh thể đường. Chính sự hình thành các tinh thể dạng
β
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)
Sau khi bảo quản 3.5 năm
Mẫu thử 23
o
C 10
o
C
chocolate đen
chocolate đen + 2% milk fat
chocolate đen +1% milk fat
chocolate sữa

VI
V
V
V
V
V
V
V
Sau khi bảo quản 4 năm
Chocolate đen
23
o
C 18
o
C 10
o
C
VI V V
Ở nhiệt độ thấp (dưới 22
o
C): 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 β
1
-3 (VI)


15
Công nghệ chế biến dầu và chất béo
xảy ra bên trong tinh thể β
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.
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.


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
o
C) 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
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


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 tượng xảy ra khi bảo quản chocolate ở
nhiệt độ thấp hơn 10
o
C thì hiện tượng nở hoa xảy ra mãnh liệt trong nhiều ngày.
Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng đến nhiệt độ phòng thì sự nở hoa biến mất, bề mặt
trở lại bóng loáng và sự nở hoa không xuất hiện nữa khi bảo quản ở nhiệt độ
thấp. Có thể giải thích hiện tượng này như sau: khi hạ nhiệt độ xuống 10
o
C thì
trạng thái của hợp chất béo sẽ vượt qua đường hoà tan chuyển qua vùng trạng
thái hai chất rắn và gây ra hiện tượng nở hoa ảo. Sau đó, khi nâng nhiệt độ thì
hoa béo tan chảy, lan thành một lớp phim mỏng và kết tinh thành những tinh
thể nhỏ tạo thành bề mặt láng bóng.
• Ngoài ra còn một số chất khác có khả năng chống lại sự nở hoa chất béo rất
hiệuquả: sucrose polyester, sorbotan tristearate (STS)và những ester sorbotan
khác…

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
Công nghệ chế biến dầu và chất béo
Koyano, Hachiya & Sato (1990) nghiên cứu việc sử dụng mầm kết tinh trong
quá trình làm dịu. Việc sử dụng mầm tinh thể này có khả năng chống lại sự nở hoa.
Nếu sử dụng bơ ca cao (dạng VI) với thành phần StOSt(
1
) (oleodistearin),
BOB(pseudo-
’
) (oleodidibehenin), BOB(
2
) và StStSt() (tristearin) thường làm tăng tốc
độ kết tinh của chocolate đen. Sự hiện diện của nhiều loại chất béo trong hỗn hợp này
sẽ dễ gây ra hiện tượng nở hoa chất béo. Nguyên nhân chính là do các chất béo có
nhiệt độ tan chảy thấp sẽ dễ dàng tan chảy và kết tinh trở lại trạng thái ban dầu như lúc
chưa đồng hoá. Như vậy, trong hỗn hợp chocolate sẽ bị thay đổi cấu trúc và sự nở hoa
xảy ra. Riêng đối với tryglycerides BOB được xem ra là thành phần có nhiệt độ nóng
chảy cao và được xem là tác nhân mầm tinh thể có khả năng chống lại sự nở hoa chất
béo. Cho 5 % BOB vào chocolate thì khi tăng nhiệt độ lên 40
o
C, BOB vẫn ở trạng thái
rắn. Vì vậy, BOB đóng vai trò như một mầm tinh thể khi tiến hành tái kết tinh
chocolate. Do đó, vậy mà chocolate có chứa BOB luôn luôn kết tinh ở dạng V và hiện
tượng nở hoa không xảy ra. Tuy nhiên, BOB có giá thành rất đắt nên không phải bất
cứ nước nào trên thế giới cũng có thể sử dụng BOB trong công nghệ sản xuất
chocolate.
Làm dịu chocolate đến dạng VI: làm dịu chocolate đến dạng tinh thể VI. Khi

đó, cấu hình chocolate ở dạng ổn định và sự nở hoa do cơ chế thứ nhất sẽ không xảy
ra. Tuy chocolate không nở hoa, nhưng điểm nóng chảy của chocolate sẽ cao hơn mức
bình thường nên chocolate sẽ ít ngon hơn.
Tài liệu 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