bài tiểu luận tìm hiểu qui trình sản xuất bột cacao

MỤC LỤC
Tổng quan về nguyên liệu:......................................................................................................................5
Bột cacao........................................................................................................................................................5
Theobromine trong hạt cacao....................................................................................................................6
Caffein........................................................................................................................................................7
Các polyphenol...........................................................................................................................................7
Glucid.........................................................................................................................................................7
Các acid hữu cơ..........................................................................................................................................7
Protein .......................................................................................................................................................8
Các chất mùi...............................................................................................................................................8
Khoáng chất................................................................................................................................................8
Bơ cacao.........................................................................................................................................................9
Lecithin.........................................................................................................................................................11
Saccharose...................................................................................................................................................12
Vanilla..........................................................................................................................................................13
Quy trình..............................................................................................................................................15
Quy trình 1...................................................................................................................................................15
Nhào trộn.................................................................................................................................................17
Nghiền......................................................................................................................................................17
Đảo trộn nhiệt..........................................................................................................................................20
Làm dịu.....................................................................................................................................................23
Rót khuôn.................................................................................................................................................27
Bao gói......................................................................................................................................................28
Quy trình 2...................................................................................................................................................29
So sánh hai quy trình............................................................................................................................30
Sản phẩm chocolate.............................................................................................................................31


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..........................................................20
Bảng 12: Các dạng tinh thể của bơ cacao.............................................................................................24
Bảng 13: So sánh 2 quy trình................................................................................................................30
Bảng 14: Các chỉ tiêu của chocolate......................................................................................................31
Bảng 15: Thành phần trong 100 g sản phẩm chocolate ăn được..........................................................32


DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Nguyên liệuchính cho sản xuất chocolate đen...........................................................................5
Hình 2: Thiết bị nhào trộn melangeur..................................................................................................17
Hình 3: Thiết bị nghiền 5 trục...............................................................................................................18
Hình 4: Nguyên lý máy nghiền 5 trục....................................................................................................19
Hình 5: Thiết bị đảo trộn nhiệt.............................................................................................................22
Hình 6: Chocolate “nở hoa”..................................................................................................................25
Hình 7: Giản đồ biến đổi nhiệt của chocolate trong quá trình xử lí nhiệt.............................................26
Hình 8: Thiết bị làm dịu chocolate dạng trục vis...................................................................................27
Hình 9: Thiết bị làm mát đường hầm....................................................................................................28
Hình 10: Nguyên lý hoạt động của thiết bị bao gói chocolate..............................................................29
Hình 11: Máy đóng gói nằm ngang QNS-450........................................................................................29
Hình 12: Máy nghiền bi........................................................................................................................30

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.


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
Thành phần

% Theo khối lượng

Bột cacao

30-45

Đường

20-55

Bơ cacao

15-25

Lecithin

0-0,5

Chất tạo hương

<0,5

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

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
Độ ẩm
Chất béo
pH (10% suspension)
Cholesterol
Nước
Tro
N tổng
Theobromine
Caffein
Đường
Tinh bột
Tổng lượng chất xơ :

Hàm lượng
< 3%
11%
5.7
<0,0003%
4
5.5%
21,5
2,5
0,1
0,5
15
34

Xơ hòa tan

7

Xơ không hòa tan
Flavonoid
Acid hữu cơ

27
7
3

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 C 7H8N4O2. 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 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.


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.

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.

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%

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), 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.


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.

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.

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. Trong 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...


Bảng 3: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột cacao
Chỉ tiêu
Màu sắc, điểm
Hương vị, điểm
Chất béo, %
Ẩm, %
pH
Tro, %
Vỏ, % theo lượng nhân
Tạp chất sàng cỡ 75µm, %
Hàm lượng kim loại nặng
Dư lượng thuốc trừ sâu
Chỉ tiêu vi sinh,

Thông thường
Giới hạn cho phép
10 – 24
8 – 26
5,0

7,0
Theo tiêu chuẩn phù hợp
Theo tiêu chuẩn phù hợp
4,8 – 6,0
4,6 – 6,2
≤ 13,5
≤ 14,0
≤ 1,75
≤ 2,0
≤ 0,5
≤ 2,0
Theo Luật dinh dưỡng hay hướng dẫn của mỗi quốc gia.

Tổng lượng VSV, cfu/g
Nấm mốc, cfu/g
Nấm men, cfu/g
Enterobacteriaceae, cfu/g

≤ 10000
≤ 50
≤ 50
≤1
Không có
Không có

≤ 20000
≤ 100
≤ 100
Không có
Không có

Không có

E.coli, cfu/g
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.
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.
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; Oleyl2; Stearyl-3; Dipalmityl-1,3; Distearyl 1,3 – oleyl -2 chiếm 80% tổng Triglyceride.
Bảng 4: Thành phần acid béo trong bơ cacao
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Tên glycerid
Oleopanmetostearin
Oleodistearin
Oleodipanmitin
Dipanmitostearin
Dioleopanmitostearin
Dioleostearin
Oleolioleopanmitin
Oleolioleostearin
Acid béo tự do

Phần trăm (%)
52 - 57
18 - 22
4-6
2,5 - 3,0
7-8
6 -12
0,5
4,5
1,1

Nhiệt độ nóng chảy (°C)
34,5
43,5
29
63-68
Nhiệt độ thường
Nhiệt độ thường
Nhiệt độ thường
Nhiệt độ thường
Nhiệt độ thường


Bảng 5: Một số tiêu chuẩn về bơ cacao
STT

Tên chỉ tiêu chất lượng

Tiêu chuẩn
< 1,75% khối lượng

2

Hàm lượng acid béo tự do
Chỉ số xà phòng hóa

3
4

Chỉ số Iod
Hàm lượng các chất không béo

32-40
< 0.5% khối lượng

1

188-199

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


Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin

Chỉ tiêu
Mức quy định
AI
≤ 66%
HI
≤ 0.1%
Ẩm
≤ 0.8%
AV
< 21,5
PV
< 10
Độ màu
≤ 17
Kim loại nặng (như Bb)
< 20ppm
As
< 4ppm
AI: Acetone Insolubles dùng đánh giá độ hoạt động bề mặt của lecithin bao gồm phospholipid và
glycolipid
HI: Hexane Insolubles dùng đánh giá hàm lượng chất khô không béo trong lecithin
Độ màu: theo tiêu chuẩn Gardner, hệ thống đo màu sử dụng các chữ số, dùng đánh giá độ màu
của các chất như resin, vec – ni, hay các loại dầu, thang đo từ màu vàng nhạt đến màu đỏ.
 Chú ý :

− Bảo quản lecithin ở nhiệt 16-320C, có thể bảo quản đến 18 tháng khi chưa mở bao gói.
− Hàm lượng tối đa cho phép của lecithin sản phẩm chocolate : 5-10 g lecithin/kg sản phẩm
(theo tiêu chẩn bộ y tế Số: 867/1998/QĐ-BYT).
Saccharose
Loại đường được sử dụng là đường saccharose tinh luyện, với đường tinh luyện thì người ta quan
tâm đến hai chỉ tiêu chủ yếu là độ tinh khiết và kích thước của tinh thể đường. Độ tinh khiết của
đường tinh luyện cực kỳ tốt có thể tới 99,9% là saccharose và không được dưới mức 99,7%. Sự có
mặt của các chất khác cũng ảnh hưởng ít nhiều đến chất lượng của đường.
Góc quay phân cực của đường được xem như một thước đo cho sự tinh khiết của đường. Đường
tinh luyện thường được mặc định ở giá trị 99,90S (0S là đơn vị đo độ tinh khiết của đường, hoặc dùng
độ Pol). Hàm lượng nước thường không vượt quá 0,06%, đối với đường kết tinh chất lượng tốt thì
không được vượt quá 0,04%. Tuy nhiên trên thực tế các giá trị trên còn thấp hơn nhiều.


Bảng 8: Tiêu chuẩn chất lượng của đường tinh luyện (TCVN 6959:2001)
STT

Chỉ tiêu

1

Cảm quan

Mức quy định
Màu sắc

Trắng sáng

Mùi

Đặc trưng, không có vị lạ

Vị

Ngọt thanh

Trạng thái

Tinh thể rời, khô

2

Độ Pol, tính bằng °z

≥ 99,90

3

Hàm lượng đường khử, tính bằng % khối lượng

≤ 0,03

4

Tro độ dẫn, tính bằng % khối lượng

≤ 0,03

5

Độ âm, tính bằng % khối lượng

≤ 0,05

6

Độ màu, tính bằng độ ICUMSA

≤ 10

7

Hàm lượng tro (%)

≤ 0.03

8

Hàm lượng tạp chất (ppm)

≤2

Bảng 9: Kích thước hạt của các loại đường tinh luyện
Loại đường
Coarse sugar
Medium fine sugar
Fine sugar
Icing sugar

Kích thước (mm)

1-2,5
0,6-1
0,1-0,6
0,005-0,1

Đường tinh luyện thường phải có kích thước hạt đồng đều và không bị chảy nước . Trong sản
xuất chocolate người ta hay sử dụng loại đường mịn trung bình, độ đồng đều của hạt đường thường
nằm trong khoảng 0,5-1,25mm có thể chứa 1 lượng hạt mịn (<0,2mm) nhưng không quá 2%.
Vanilla
Trái vanilla thương phẩm ở mỗi nơi có một đặc trưng riêng bởi hàm lượng tinh dầu, thành phần tổ
hợp các chất tạo mùi và tập quán chế biến khác nhau nơi mỗi vùng canh tác. Bình quân hàm lượng
đường trong trái vanilla đã qua lên men là 25%, chất béo 15%, cellulose thay đổi từ 15 - 30%, chất
khoáng cao (trên dưới 6%) và hàm lượng nước vào khoảng 35%.
Hương vanilla thiên nhiên được sản xuất từ quá trình lên men tự nhiên của trái vanilla.Vanillin là
thành phần chính của hương vanilla thiên nhiên, chiếm đến khoảng 85%, tiếp theo là
phydroxybenzal-dehyd khoảng 9% và p-hydroxy-benzyl methyl ether khoảng 1%; phần còn lại chia
cho khoảng 200 chất tạo mùi khác và tuy ít, nhưng chúng tạo ra dấu ấn riêng cho các thương hiệu
vanilla khác nhau, như Bourbon, TahitiVanillin: 4-hydroxy-3-metholxybenzaldehyde


Tahiti Vanillin
Nên cho vanilla vào cuối giai đoạn đảo trộn nhiệt.
Bảng 10: Tiêu chuẩn chất lượng vani
Chỉ tiêu
Điểm nóng chảy
Độ tinh khiết
Tổn thất chất khô
Khả năng hòa tan

As

Pb
Tro
Cảm quan

Mức quy định
81oC – 82.5oC
>99,5%
<0,5%
Nước: 0.5%
Isopropyl acohol 95%: 80%
Glycerol 50%: 15%
Acohol 90%: 40%
< 1ppm
<0,5ppm
<0,05%
Mịn, sạch, trắng sáng


Quy trình
Quy trình 1

Vanilla

Bột cacao

Đường

Nhào trộn

Bơ cacao

Nghiền

Đảo trộn nhiệt

Làm dịu

Rót khuôn, làm lạnh

Tách khuôn, bao gói

Chocolate

Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất Chocolate đen

Lecithin



Nhào trộn
 Mục đích công nghệ là: chuẩn bị
Quá trình nhào trộn nhằm mục đích tạo điều kiện cho các nguyên liệu phân bố đều vào nhau, tạo
thành dạng bán rắn.
 Những biến đổi
− Vật lí: Nồng độ cao của các cấu tử pha rắn và độ nhớt cao của pha lỏng làm tăng lực ma sát
và nhiệt độ hỗn hợp.
− Hóa học:
• Độ ẩm của hỗn hợp giảm xuống còn 1-2%
• Sự phối trộn làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các cấu tử, làm tăng sự tạo thành liên kết
hóa học.

− Hóa lý: Nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất vật lí, hóa học, cảm
quan. Khi phối trộn các cấu tử có thể dễ dàng hòa tan vào nhau, tạo nên hỗn hợp đồng nhất.
 Phương pháp thực hiện:
Ban đầu cho bơ cacao hóa lỏng vào thùng phối trộn tạo môi trường liên tục, sau đó cho từ đường
và bột cacao vào tạo thành môi trường phân tán. Chỉ bổ sung một phần chất béo và chất nhũ hóa,
phần còn lại sẽ được bổ sung trong giai đoạn xử lí nhiệt. Vanilla có thể bổ sung trong giai đoạn này
hoặc giai đoạn xử lí nhiệt.
 Thông số công nghệ
− Thời gian nhào trộn hỗn hợp là 20-30 phút
− Nhiệt độ phải từ 40-45oC. Nếu nhiệt độ của hỗn hợp vượt quá 60oC sẽ gây ảnh hưởng xấu
đến chất lượng sản phẩm. Do các phản ứng oxy hóa bắt đầu xảy ra tạo ra các chất mùi xấu
cho sản phẩm.

Hình 2: Thiết bị nhào trộn melangeur

Nghiền
 Mục đích


Chuẩn bị: Quá trình nghiền tinh nhằm làm cho tất cả các cấu tử chocolate đều phải có kích thước
20-30µm để trở thành hỗn hợp đồng đều và mịn, với kích thước này các gai xúc giác trên lưỡi hầu
như không còn phân biệt từng cấu tử trong chocolate, tạo cảm giác như chocolate đang tan chảy
trong miệng. Đây là giai đoạn quan trọng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lí nhiệt tiếp theo.
 Biến đổi

 Vật lý và hóa lý: Giảm kích thước của các cấu tử, hỗn hợp nguyên liệu sẽ trở nên đồng
nhất hơn và dần chuyển sang dạng paste. Sau quá trình nghiền các hạt rắn có thể đạt kích
thước nhỏ hơn 30µm.
 Phương pháp thực hiện và thiết bị:
Hỗn hợp nguyên liệu sau khi nhào trộn được cho vào phễu phân phối thành màng mỏng chảy vào

khe hẹp giữa trục cán, tác dụng nghiền được tạo ra do sức ép của hai trục, các tế bào cacao sẽ bị xé
nát và các tinh thể đường sẽ bị vỡ vụn tạo thành một hỗn hợp thật mịn, đồng nhất và được tách khỏi
đỉnh trục bằng dao cạo sắt. Kết quả khối chocolate được nghiền mịn và chảy vào máng hứng.

Hình 3: Thiết bị nghiền 5 trục


Hình 4: Nguyên lý máy nghiền 5 trục
 Cấu tạo:
Thiết bị nghiền trục gồm 5 trục bằng thép, nằm ngang và xế chồng lên nhau, khoảng cách khe
hẹp giữa các cặp trục giảm dần theo chiều từ vùng nhập liệu đến vùng tháo sản phẩm. Nhập liệu từ
cuối trục tạo thành dòng liên tục. Bộ phận tháo sản phẩm ở phía trên và có dao cạo để tháo sản
phẩm ra khỏi trục.


 Thông số công nghệ
Quá trình nghiền tạo ra ma sát giữa các trục, giữa trục và hỗn hợp làm cho trục nóng lên. Để tránh
các yếu tố làm ảnh hưởng đến sản phẩm và hiệu suất nghiền người ta cho nước luân chuyển trong
ống để làm nguội các trục với nhiệt độ 45-48oC.

Đảo trộn nhiệt
 Mục đích

Hoàn thiện: Trong quy trình công nghệ sản xuất chocolate, quá trình đảo trộn nhiệt có vai trò rất
quan trọng. Mục đích chính của quá trình đảo trộn nhiệt là tạo trạng thái đồng nhất của hỗn hợp
nguyên liệu, quyết định độ mịn của sản phẩm. Bên cạnh đó quá trình đảo trộn nhiệt còn nhằm mục
đích tạo tổ hợp hương vị của chocolate thông qua việc loại bỏ một số cấu tử tạo mùi xấu, tạo nên các
cấu tử hương mới.
 Những biến đổi
− Vật lý:

Quá trình chính diễn ra trong thiết bị đảo trộn nhiệt là sự di chuyển của các cấu tử hương giữa các
thành phần khác nhau của chocolate. Khi quá trình đảo trộn nhiệt mới bắt đầu hương vị của
chocolate chỉ có trong các hạt cacao và bơ cacao, còn đường đã được nghiền chỉ có vị ngọt trong
suốt quá trình đảo trộn nhiệt. Đảo trộn nhiệt làm hương vị của cacao và chất béo một phần phủ lên
bề mặt các hạt đường. Sự phủ này dẫn đến kết quả hương vị cacao đồng đều và ít ngọt hơn. Sự
chuyển động các cấu tử hương là do gradient nồng độ cấu tử hương ban đầu giữa các hạt khác nhau
hoặc giữa các pha khác nhau.
Quá trình đảo trộn nhiệt làm giảm kích thước của các hạt pha rắn, tăng độ mịn và giải phóng chất
béo, nước từ bên trong nguyên liệu. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao ( bao nhiêu độ) , một phần nước
sẽ bay hơi làm giảm ẩm. Phần nước còn lại sẽ liên kết với chất béo dưới tác dụng của lecithin và tạo
hệ keo làm giảm nhớt của pha lỏng, nhờ đó làm dịu sản phẩm.
Cuối quá trình đảo trộn sẽ bổ sung thêm lecithin để:
− Làm giảm độ nhớt, do đó cho phép sử dụng mức bơ cacao thấp hơn. ( tiết kiệm dc bao
nhiêu?)
− Làm giảm nguy cơ phát triển hiện tượng nở hoa chất béo.
− Cải thiện kết cấu chocolate.
Bảng 11: Phần trăm bề mặt chất rắn được bao phủ bởi lecithin
Hàm lượng (%)
0,2
0,3

Phần trăm bao phủ
50
67


0,5

85

− Hóa học:
Trong thời gian đầu của quá trình này hàm lượng polyphenol giảm đáng kể, lượng chất dễ bay hơi
giảm 80% trong vài giờ đầu của quá trình đảo trộn nhiệt . Hương vị chocolate phụ thuộc vào thời
gian, nhiệt độ của quá trình, nếu nhiệt độ cao thì thời gian xử lí sẽ ngắn.
Đảo trộn nhiệt diễn ra ở nhiệt độ 60-80 oC trong một thời gian dài nên có hàng loạt phản ứng hóa
học xảy ra, quan trọng nhất là phản ứng maillard làm hương vị chocolate tăng lên rõ rệt. Ngoài ra,
các tannin sẽ được chuyển hóa, các chất màu bị oxy hóa, từ đó tạo giá trị cảm quan tốt hơn.
− Hóa lý
Trong quá trình đảo trộn nhiệt, ẩm bốc hơi đồng thời cũng mang theo những cấu tử hương không
mong muốn. Khoảng 30% acid acetic và 50% aldehyde dễ bay hơi sẽ bay hơi trong giai đoạn này.
Đây là giai đoạn bổ sung cuối cùng chất béo và chất nhũ hóa cho vào chocolate, nhờ vậy mà quá
trình đảo trộn nhiệt diễn ra sâu sắc hơn.
Phương pháp đo độ đảo trộn nhiệt: để được mức độ đảo trộn nhiệt, ta tiến hành tách pha béo ra
khỏi chocolate. Sau đó, cấu tử hương dễ bay hơi trong pha béo được thu hồi bằng phương pháp
chưng cất lôi cuốn hơi nước và mang đi định tính và định lượng cấu tử hương đó bằng GC-MS. Mức
độ đảo trộn sẽ được tính theo công thức sau:

BA : là nồng độ benzaldehyde trong chất béo
TMP : là nồng độ tetramethypyrazine trong chất béo
BA và TMP là hai cấu tử hương được hình thành trong quá trình đảo trộn nhiệt mà đầu dò có thể
ghi nhận. Dựa vào hàm lượng hai cấu tử hương này trong chất béo ta có thể tính được mức độ
đảo trộn nhiệt.
− Cảm quan
Có sự biến đổi sâu sắc về mùi vị và màu sắc do đó nâng cao chất lượng của chocolate thành phẩm.


 Phương pháp thực hiện và thiết bị

Đảo trộn nhiệt chia làm 3 giai đoạn. Trong khoảng 1giờ đầu, ta bổ sung lượng bơ cacao còn lại,
lượng bơ cacao bổ sung trong giai đoạn này chiếm 1% tổng khối lượng bơ cacao bổ sung trong sản

phẩm. Từ 1 giờ đến 9 giờ tiếp theo là giai đoạn đảo trộn với cánh khuấy lớn ở giữa quay cùng chiều
kim đồng hồ, 2 cánh khuấy nhỏ quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ chậm. Kết thúc giai đoạn
này ta bổ sung thêm lecithin vào khối chocolate. Ở giai đoạn đảo trộn tiếp theo cánh khuấy quay với
tốc độ nhanh, với chiều của các cánh khuấy ngược lại so với giai đoạn trên.

Hình 5: Thiết bị đảo trộn nhiệt


Thiết bị gồm các cánh khuấy có tác dụng nhào trộn và các dao nạo có tác dụng giúp thuận tiện
cho việc điều khiển nhiệt độ. Có hệ thống thông gió bằng các cánh quạt giúp cho quá trình bay hơi
ẩm dễ dàng hơn.
 Thông số công nghệ
Nhiệt độ: Quá trình đảo trộn nhiệt thực hiện ở nhiệt độ càng cao thì thời gian sẽ càng ngắn. Do
khi nhiệt độ tăng cao, tốc độ bay hơi ẩm càng nhanh, đồng thời quá trình đồng hóa diễn ra nhanh hơn
do đó độ nhớt của khối lỏng sẽ giảm. Tuy nhiên nhiệt độ cao có thể dẫn đến một số phản ứng hóa
học không mong muốn, tạo mùi xấu cho sản phẩm. Thông thường nhiệt độ của quá trình xử lí nhiệt
phụ thuộc vào từng loại thiết bị cụ thể. Nhiệt độ của quá trình đảo trộn được giữ ở 60-80 oC đối với
chocolate đen.
Thời gian đảo trộn: Phụ thuộc vào tính chất nguyên liệu, nhiệt độ thực hiện quá trình và cường độ
đảo trộn. Các quá trình đảo trộn nhiệt truyền thống có thời gian kéo dài đến 72h. Hiện nay, quá trình
đảo trộn nhiệt có thể rút ngắn xuống còn 9h nhờ vào sự tăng cường tác dụng đảo trộn và giảm hàm
lượng ẩm ban đầu trong nguyên liệu.
Hàm lượng lecithin cho phép trong sản phẩm là không quá 0,5% và được cho vào khoảng một giờ
trước khi kết thúc quá trình đảo trộn. Thời điểm cho lecithin ảnh hưởng đến tác dụng làm giảm độ
nhớt: cho vào giai đoạn cuối tốt hơn ở giai đoạn đầu. Vì nếu cho vào quá sớm, lecithin sẽ bị hấp thụ
vào pha liên tục và thời gian đảo trộn nhiệt dài, sự tăng nhiệt độ cũng làm giảm tác dụng của
lecithin.

Làm dịu
 Mục đích

Hoàn thiện: sau quá trình đảo trộn nhiệt, bán thành phẩm chocolate ở dạng bán lỏng. Quá trình xử
lí nhiệt tạo điều kiện cho các tinh thể chất béo trong cacao được kết tinh ở trạng thái ổn định tránh
hiện tượng “nở hoa” chất béo của chocolate thành phẩm trong quá trình bảo quản sau này. Ngoài ra,
khi các chất béo này kết tinh ở trạng thái ổn định, chúng giúp tạo ra sản phẩm chocolate có độ cứng
nhất định và nhiệt độ tan chảy của sản phẩm phù hợp với thân nhiệt của cơ thể người.
 Các biến đổi xảy ra trong quá trình
− Vật lý: Sự thay đổi nhiệt độ để làm kết tinh hoàn toàn cả hai dạng tinh thể bền và không
bền. Khối chocolate chuyển sang dạng lỏng thuận lợi cho việc rót khuôn hoặc tạo lớp vỏ
áo bao ngoài bánh kẹo.
− Hóa lý: Sự chuyển đổi tinh thể bơ cacao từ dạng không bền sang dạng bền hơn làm cho bề
mặt khối chocolate mịn và đồng nhất hơn.


Bảng 12: Các dạng tinh thể của bơ cacao

Dạng thù

Nhiệt độ nóng

hình

chảy( oC )

β’2
α
Hỗn hợp
β’1

16-18
21-22

25,5
27-29

β2

34-35

β1

36

Tính chất
Mềm,dễ vỡ vụn,dễ tan chảy
Cứng,không giòn,dễ tan chảy
Dễ tan chảy
Cứng,giòn,dễ tan chảy
Láng mịn,cứng,giòn,tan chảy ở nhiệt độ gần
nhiệt độ cơ thể người
Cứng, tốn nhiêu thời gian để tạo thành

Số lượng, kích thước và hình dạng tinh thể phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh (làm dịu) hoặc làm
nóng, vào sự khuấy trong các giai đoạn này và vào các điều kiện (thời gian, nhiệt độ và sự thay đổi
của nhiệt độ) của sự bảo quản về sau.
 Giải thích:
− Dạng β’2: được tạo ra do làm lạnh nhanh ở nhiệt độ thấp, nó không bền và có nhiệt độ
nóng chảy khoảng 17oC. Dạng β’2 nhanh chóng chuyển sang dạng α có nhiệt độ nóng chảy
21-22oC.
− Dạng α sẽ bị chuyển từ từ sang dạng hỗn hợp và dạng β’1.
− Dạng β’1 được tạo ra nếu chocolate không được xử lí nhiệt hoặc xử lí nhiệt không triệt để
sau đó được đem đi làm lạnh. Dạng β’1 cũng nhanh chóng bị chuyển sang dạng β2.

Trong các dạng thù hình nói trên, dạng β2 là dạng được mong muốn được tạo thành trong
chocolate vì nó bền, đảm bảo cấu trúc của chocolate không bị cứng và có thể tan chảy được trong
miệng khi ăn.
Dạng β2 sẽ chuyển thành dạng β1 nếu thời gian bảo quản dài (4 tháng) ở nhiệt độ phòng, dạng β 1
sẽ gây hiện tượng chocolate “nở hoa”.
 Hiện tượng “nở hoa”
Hiện tượng xám màu chocolate hay còn gọi là hiện tượng“nở hoa chất béo ” gây ảnh hưởng xấu
đến chất lượng sản phẩm chocolate. Nó xảy ra chủ yếu do 2 nguyên nhân:
− Do sự thay đổi cấu trúc tinh thể chất béo trong chocolate: Trong quá trình xử lí nhiệt, nếu
ta không kết tinh hết dạng tinh thể không bền và dạng tinh thể bền của chất béo cũng như
không chuyển các dạng tinh thể không bền thành dạng bền thì khi rót khuôn sẽ tạo ra bề
mặt chocolate không mịn và nhẵn.
− Do sự kết tinh đường: Để ngăn chặn hiện tượng này phải tạo điều kiện cho tác nhân kết
tinh ban đầu được tạo ra trong bơ cacao trước lúc đổ khuôn. Muốn vậy khi làm mát cần


khuấy đều, điều kiện này không những tạo nhân kết tinh mà còn phân bố chúng đều trong
khắp khối chocolate. Cần lưu ý các tác nhân kết tinh càng nhiều thì kích thước chúng càng
bé và chocolate thu được càng mịn, đẹp và ngon. Để tăng lượng nhân kết tinh ta có thể
thêm vào khối chocolate một lượng chocolate đã nghiền nhỏ. Mặt khác, độ nhớt của khối
chocolate cũng ảnh hưởng lớn đến quá trình kết tinh bơ cacao và sự tạo hình khối
chocolate. Độ nhớt của khối cacao thấp thì sự kết tinh bơ cacao sẽ hoàn toàn và đều hơn,
đồng thời quá trình rót chocolate vào khuôn sẽ dễ dàng hơn. Vì vậy, tất cả những yếu tố
như độ ẩm thấp trong khối chocolate, giai đoạn nâng cao phẩm chất được làm tốt hoặc
việc đưa lecithin và các phụ liệu khác vào sẽ làm giảm độ nhớt của khối chocolate, từ đó
tránh được hiện tượng xám màu này.

Hình 6: Chocolate “nở hoa”
− Hóa học
Ngoài những biến đổi tương tự như trong quá trình đảo trộn( sự biến đổi các chất màu, giải phóng

chất dễ bay hơi gây mùi khó chịu...) ta quan tâm đến những biến đổi sau:
• Sự tan chảy hết các tinh thể bơ cacao.
• Sự giảm nhiệt độ dẫn đến hình thành các tinh thể bền.
 Phương pháp thực hiện và thiết bị
Có thể phân quá trình xử lí nhiệt thành ba giai đoạn: giảm nhiệt để kết tinh các tinh thể bơ, nâng
nhiệt để phá các tinh thể kém bền và giữ nhiệt để các tinh thể bền được hình thành (giai đoạn ủ chín).