Đề tài Công nghệ sản xuất kẹo cứng nhân chocolate

CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 6 - PHẦN 1: NGUYÊN LIỆU 1.1. Chất ngọt 1.1.1. Saccharose Saccharose là nguyên liệu chính trong sản xuất kẹo. Saccharose có công thức phân tử là C12H22O11. Khối lượng phân tử: M = 342. Khối lượng riêng của đường d = 1.5879 g/cm3. Saccharose là disaccharide do hai monosaccharide là  - D - glucose và  - D – fructose tạo thành. Với sự có mặt của ion H+ hoặc 1 số enzym đặc hiệu, dung dịch saccharose sẽ phân giải tạo thành hợp chất gồm 1 phân tử α - D - glucose và 1 phân tử β - D - fructose. Hợp chất này gọi là đường nghịch đảo. Một lượng đường nghịch đảo nhất định có thể phá hoại tính kết tinh của saccharose. Nếu tiếp tục phân giải sẽ tạo thành những hợp chất hữu cơ sẫm màu khác như glucose anhidrit, oxymethylfucfurol, . . . Đường nghịch đảo và sản phẩm phân giải của nó có tính hút ẩm rất mạnh làm cho kẹo dễ chảy. Tính hút ẩm của saccharose chưa phân giải rất yếu, khi độ ẩm tương đối của không khí đạt trên 90% thì saccharose mới bắt đầu hút ẩm không khí. Khi gia nhiệt đến 1350C saccharose hầu như không hút ẩm. Nhưng gia nhiệt trong thời gian dài (quá 2 giờ) hoặc trong thời gian ngắn với nhiệt độ cao có thể làm tăng tính hút ẩm của saccharose. Gia nhiệt saccharose với sự có mặt của ion OH–, saccharose sẽ phân giải tạo thành fucfurol, aceton, acid lactic, acid formic, acid acetic và các chất khác có màu tương đối sẫm. Nhiệt độ nóng chảy của saccharose là 185 – 186oC, lượng phát nhiệt là 3955 cal/kg. Ở nhiệt độ dưới nhiệt độ nóng chảy, saccharose phân giải rất chậm. Nhưng nếu tiếp tục gia nhiệt cho saccharose nóng chảy thì nó phân giải rất nhanh, ở 200oC sẽ tạo thành hợp chất nâu đen là caramel, không có vị ngọt cũng không lên men được. Saccharose rất dễ tan trong nước. Ở nhiệt độ thường có thể tan trong nước với tỉ lệ nước : đường là 1 : 2. Độ tan tăng dần theo nhiệt độ. Vì vậy trong quá trình làm kẹo, khi hòa tan đường ta phải cấp nhiệt. Ở nhiệt độ khác nhau, độ hòa tan của saccharose cũng khác nhau. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 7 - Bảng 1.1: Nhiệt độ sôi của các dung dịch saccharose ở các nồng độ khác nhau Nồng độ saccharose (%) Nhiệt độ sôi (oC) Nồng độ saccharose (%) Nhiệt độ sôi (oC) 0 100,0 60 103,0 10 100,4 70 106,5 20 100,6 80 112,0 30 101,0 90 130,0 40 101,5 99 160,0 50 102,0 Sự có mặt của các muối ảnh hưởng rất lớn đến độ hòa tan của saccharose. Khi có mặt các muối KCl và NaCl thì độ tan của saccharose tăng nhưng khi có mặt CaCl2 thì độ tan lại giảm. Trong sản xuất, người ta sử dụng đường RE để sản xuất kẹo. Sau đây là chỉ tiêu của đường RE dùng để sản xuất kẹo, theo tiêu chuẩn đường RE của nhà máy đường Biên Hòa. Bảng 1.2: Chỉ tiêu cảm quan của đường RE STT Chỉ tiêu Mức quy định Phương pháp thử 1 Trạng thái Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục. 2 Mùi vị Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không có mùi lạ, vị lạ. 3 Màu sắc Tinh thể đường có màu trắng óng ánh. khi pha trong nước cất, dung dịch đường trong suốt. TCVN 1696:87 CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 8 - Bảng 1.3: Chỉ tiêu hóa lý của đường RE STT Chỉ tiêu Mức quy định Phương pháp thử 1 Độ Pol, oZ > 99,9 ICUMSA GS 2/3-1(94) hoặc Foodstuffs-EC (94) 2 Hàm lượng đường khử, % < 0,03 ICUMSA 2003 GS 2-6(2001) 3 Tro độ dẫn, tính bằng % < 0,03 ICUMSA 2003 GS 2/3-17(2002) 4 Độ ẩm, tính bằng % < 0,05 ICUMSA 2003 GS 2/1/3-15(1994) 5 Độ màu, độ ICUMSA < 10 ICUMSA 2003 GS 2/3-9(2002) Bảng 1.4: Chỉ tiêu kim loại nặng của đường RE STT Chỉ tiêu Mức quy định Phương pháp thử 1 Hàm lượng Chì (ppm) < 0.5 JSFA-III 2 Hàm lượng đồng (ppm) < 2 AOAC 2006 3 Hàm lượng Asen(ppm) < 1 AOAC 2006 4 Hàm lượng SO2(ppm) < 6 ICUMSA 2003 GS 2/1/7-33 (2000) Bảng 1.5: Chỉ tiêu vi sinh của đường RE STT Chỉ tiêu Mức quy định Phương pháp thử 1 Tổng số bào tử nấm men, nấm men có trong 10g đường < 10 ICUMSA 1996 GS 2/3-47 (1998) 1.1.2. Đường nha Đường nha hay mật tinh bột là một nguyên liệu quan trọng để chế biến kẹo. Đường nha là sản phẩm của quá trình thủy phân tinh bột bằng acid hoặc enzyme. Các loại tinh bột dùng để sản xuất đường nha là tinh bột bắp, tinh bột khoai tây hay lúa mạch mà trong đó tinh bột bắp được dùng phổ biến hơn cả. Đường nha dùng làm kẹo phải là dung dịch không màu hoặc hơi vàng, trong suốt, sánh và có vị ngọt dịu. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 9 - Thành phần chủ yếu của đường nha bao gồm: glucose, maltose, dextrin và fructose. Tùy theo mức độ thủy phân tinh bột mà hàm lượng của bốn thành phần này có khác nhau và từ đó quyết định tính chất và giá trị sử dụng của đường nha. Khi chọn đường nha cần chú ý đến 2 mặt:  Với lượng đường nha thích đáng có thể làm chậm lại hoặc dừng hẳn tốc độ hồi của kẹo trong quá trình chế biến và lưu chuyển.  Đường nha có thành phần khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến hình thái tổ chức và hương vị của kẹo.  Glucose Công thức cấu tạo C6H12O6 (M=180). Glucose là đường khử trong đường nha tồn tại dưới dạng vô định hình. Glucose có tác dụng chống kết tinh, ít hút ẩm nhưng sau khi được gia nhiệt thì khả năng hút ẩm tăng lên đặc biệt là khi nó đạt tới nhiệt độ tới hạn 135oC. Thông thường hàm lượng glucose trong đường nha là 25 - 30%.  Maltose Công thức cấu tạo: C12H22O11 (M=342). Maltose cũng là đường khử thuộc loại disaccharide. Khi hoà tan vào nước tạo ra dung dịch có tính nhớt. Maltose ít hút nước nhưng khi được đun nóng đến 90 - 100oC thì quá trình phân huỷ bắt đầu diễn ra mãnh liệt và hút nước rất mạnh. Trong đường nha thì hàm lượng maltose vào khoảng 10-15%. Maltose tạo vị ngọt thanh, tránh hiện tượng tái kết tinh đường.  Fructose Công thức phân tử: C6H12O6. Frutose không trực tiếp hình thành khi thuỷ phân tinh bột mà nó được tạo thành là do sự chuyển hoá glucose thành fructose. Sự chuyển hóa này thường xảy ra trong môi trường acid và nhiệt độ cao, vì vậy hàm lượng frutose trong đường nha không nhiều. Fructose dễ tan trong nước, có tính hút ẩm cực mạnh. Do vậy, sự có mặt của fructose sẽ làm tăng khả năng chảy nước của kẹo. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 10 -  Dextrin Công thức phân tử (C6H10O5)n. Dextrin thuộc loại polysaccharide, có độ nhớt cao và tính dính. Hàm lượng và tính chất của dextrin trong đường nha làm ảnh hưởng đến độ nhớt, độ ngọt, độ trong của đường nha. Trong đường nha hàm lượng dextrin thường vào khoảng 35-40%. Nếu hàm lượng dextrin cao sẽ làm kẹo khó chảy, khó hồi, giảm vị ngọt, giảm độ trong và tăng độ nhớt. Độ nhớt quá cao sẽ cản trở sự truyền nhiệt trong quá trình nấu kẹo. Trong sản xuất kẹo, đường nha được sử dụng không những làm chất chống kết tinh mà còn là chất độn lý tưởng đối với hầu hết các loại kẹo. Nếu chỉ dùng saccharose làm chất ngọt thì không thể thu được sản phẩm có hàm lượng chất khô cao trên 75% để đề phòng các hư hỏng do vi khuẩn, nấm mốc gây ra cho kẹo thành phẩm. Chính vì vậy chúng ta sử dụng đường nha để tạo dung dịch ổn định không bị kết tinh và có hàm lượng chất khô đạt yêu cầu. Đối với việc sản xuất các loại kẹo từ đường hàm lượng cao thì rõ ràng là không thể tạo được sản phẩm có hàm lượng chất khô cao mà không bị hiện tượng “lại đường”. Đây là hiện tượng xuất hiện các tinh thể không mong muốn mà chủ yếu là tinh thể đường saccharose, kết quả là làm giảm giá trị cảm quan do tạo cảm giác nhám, thô đối với lưỡi khi ngậm kẹo. Tuy nhiên vấn đề này có thể được giải quyết nhờ sử dụng đường nha. Đó là nhờ đường nha có thể tạo cho dung dịch độ nhớt cao hơn, điều này giúp làm giảm tốc độ kết dính của các phân tử vào các mầm hạt trong sự kết tinh. Đường nha thường dễ bị lên men tạo ra vị chua và mùi rượu. Để tránh tình trạng này người ta thường cô đặc đường nha đến nồng độ chất khô khoảng 80%, nếu đạt nồng độ chất khô cao hơn thì rất khó lấy đường nha ra khỏi bao bì. Để đánh giá mức độ thuỷ phân của tinh bột trong chế biến đường nha người ta đưa ra chỉ số DE. Chỉ số DE là chỉ số đặc trưng cho khả năng khử của các sản phẩm thuỷ phân từ tinh bột, liên quan đến các đầu khử. Chỉ số này được mô tả bằng số gam đường khử qui thành D-glucose trên 100 gam chất khô của sản phẩm và vì thế đường D- glucose theo định nghĩa có chỉ số DE là 100. Đường nha cũng có thể được phân làm 2 nhóm: ngọt và không ngọt. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 11 -  Nhóm ngọt có DE cao bao gồm nhiều maltose, fructose, glucose nên kẹo dễ hút ẩm.  Nhóm không ngọt có DE thấp, nghĩa là hàm lượng dextrin cao nên kẹo có tính keo, truyền nhiệt kém. Bảng 1.6: Chỉ tiêu chất lượng đường nha (theo chỉ tiêu nhà máy bánh kẹo Bibica) Chỉ tiêu Yêu cầu Nồng độ chất khô Đường khử (DE) pH Tổng số nấm men Màu Tro Kim loại nặng Muối NaCl 74 – 82% 35 – 75% 4.5 – 6 < 100 cfu/g 50 – 100 ICUMSA 0,1 – 0,5% < 20 ppm  0,5% Hiện nay trong sản xuất kẹo, người ta sử dụng thêm sorbitol và mannitol. Thông thường người ta bổ sung khoảng 1 – 10% hỗn hợp sorbitol và mannitol ( tỉ lệ sorbtol : mannitol = 1:1). Tác dụng của sorbitol và mannitol trong công nghệ sản xuất kẹo:  Là chất ngọt không đường.  Làm kẹo sáng và trong hơn.  Giảm khả năng hút ẩm của kẹo trong khi bảo quản.  Chống hiện tượng tái kết tinh đường. 1.2. Chất béo Trong sản xuất kẹo cứng người ta thường bổ sung thêm chất béo để kẹo trở nên bóng, mịn, ít dính răng khi ăn. Chất béo còn giúp chống dính giữa các viên kẹo với nhau hay giữa viên kẹo với mặt bàn trước khi bao gói. Các loại chất béo thường sử dụng là bơ sữa, bơ cacao, dầu thực vật, shortening, CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 12 - magarine…Khi lựa chọn, cần lưu ý những tác động của chất béo đến đặc tính kết cấu, mùi vị sản phẩm trong khi ăn, thời gian bảo quản sản phẩm, công dụng trong chế biến và giá thành cũng như nguồn nguyên liệu dồi dào, ổn định để tạo ra sản phẩm kẹo phù hợp với thị hiếu tiêu dùng, đồng thời đạt hiệu quả kinh tế cao. Bảng 1.7: Chỉ tiêu shortening (theo TCVN 6048:1995) Chỉ tiêu Yêu cầu Cảm quan Màu sắc Mùi vị Trạng thái Tạp chất Màu trắng, trắng ngà Không có vị lạ Dạng bán rắn, mịn Không có tạp chất lạ Hóa lý Độ ẩm, % Hàm lượng lipid, % Chỉ số AV Chỉ số PV Chỉ số IV Hàm lượng acid béo tự do, % Nhiệt độ nóng chảy, oC Phản ứng Kracing < 0,1 > 96 < 0,3 < 5,0 < 70 < 0,1 30 – 52 Không có Vi sinh Số vi khuẩn hiếu khí, cfu/g Coliform, cfu/g ≤ 104 ≤ 10 1.3. Acid hữu cơ Trong công nghệ sản xuất kẹo, acid hữu cơ được bổ sung nhằm mục đích tạo vị, tạo pH thích hợp để chuyển hóa đường saccharose. Nếu cho vừa đủ acid sẽ làm thủy phân đường saccharose thành đường fructose và đường glucose, có tác dụng chống hồi đường cho kẹo. Khi cho nhiều acid thì lượng đường fructose và đường glucose tạo thành nhiều, làm kẹo dính răng, dễ bị chảy nước. 1.3.1. Acid citric Đây là một acid hữu cơ được dùng rộng rãi nhất trong sản xuất kẹo. Công thức hoá học: COOH-CH2-C(OH)-COOH-CH2-COOH CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 13 - Acid citric có dạng tinh thể, ngậm một phân tử nước, rất dễ tan trong nước hoặc cồn, khó tan trong ethylen. Acid citric có nhiều trong hoa quả tự nhiên, nhiều nhất là trong chanh, chiếm 6-8% khối lượng. Lượng acid citric dùng cho kẹo cứng thường là 0,4-1,4%. Bảng 1.8: Chỉ tiêu acid citric Chỉ tiêu Yêu cầu Hàm lượng acid citric Tro Chì, Arsen Sulphate Oxalate  99,5%  0,05% 10 mg/kg, 3 mg/L Không có Không có 1.3.2. Acid tartric Khi thiếu acid citric, có thể thay một phần hay toàn bộ bằng acid tartric. Công thức hoá học: COOH-CH(OH)-CH(OH)-COOH Nhiệt độ nóng chảy của acid tartric là 1700C, dễ tan trong nước và cồn. Bảng 1.9: Chỉ tiêu chất lượng của acid tartric Chỉ tiêu Yêu cầu Độ tro Kim loại nặng Màu sắc  0,5%  0,0014% Trắng hoặc vàng nhạt 1.4. Hương liệu Mùi hương của kẹo được tạo thành từ mùi thơm của bản thân nguyên liệu và mùi thơm của hương liệu đưa vào. Hương liệu là những hợp chất dạng lỏng, dạng bột, dạng tinh thể; chúng tỏa ra các mùi thơm khác nhau được con người ưa thích. Hương liệu dùng cho kẹo là những hợp chất như este, andehyt, acid, rượu,… CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 14 - Lượng hương liệu dùng cho kẹo không nên quá nhiều hoặc quá ít. Nếu quá nhiều, khi ăn kẹo sẽ cảm thấy sốc mũi, khó chịu, mất cảm giác hài hòa êm dịu của hương thơm; nếu quá ít, hương thơm không đủ, không đạt được hiệu quả cần có. Mặt khác, hương liệu phần lớn là những chất bay hơi, khi sử dụng nên dùng chất định hương để cố định thành phần của hương liệu, làm cho hương liệu phân bố đều trong kẹo. Một số loại hương liệu thường được sử dụng là tinh dầu và vanilin. 1.4.1. Tinh dầu Tinh dầu thuộc nhóm hợp chất bay hơi, có mùi thơm. Tinh dầu không tan trong nước, nhưng tan trong các dung môi hữu cơ. Về bản chất hóa học, tinh dầu là một hỗn hợp của nhiều chất khác nhau. Tuy nhiên, thành phần chính và quan trọng nhất là terpen và các dẫn xuất oxit của terpen (terpen là hydrocacbon không no có vòng hoặc không vòng, công thức là (C10H10)n). Trong sản xuất kẹo thường dùng các tinh dầu sau:  Tinh dầu cam: Là chất lỏng màu vàng, có mùi cam, vị ngọt, hơi cay, sôi ở 175- 1800C.  Tinh dầu quýt: Là chất lỏng màu vàng, có mùi thơm rất dễ chịu. Thành phần chủ yếu của tinh dầu quýt là limonen. Mùi thơm dễ chịu của tinh dầu quýt là do este metylic của acid metylantronilic gây nên.  Tinh dầu chanh: Là chất lỏng màu vàng óng, có mùi thơm mát dịu của chanh. Trong tinh dầu chanh có 90% là limonen, những mùi thơm dễ chịu là do xytral gây nên.  Tinh dầu dứa: Là chất lỏng màu vàng, sánh, có mùi thơm của dứa. Tinh dầu dứa có mùi thơm đặc trưng, là do trong thành phần có butirat pentyl. Nhiệt độ sôi khoảng 170-1750C. Nói chung, các tinh dầu dùng trong sản xuất kẹo phải đạt tiêu chuẩn chất lượng như sau:  Có mùi thơm đặc trưng.  Thấm với giấy đột cháy được.  Thể hiện trung tính hay acid yếu với giấy quỳ  Kim loại nặng ≤ 10ppm. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 15 - 1.4.2. Vanilin Vanilin có dạng tinh thể hình kim hoặc dạng bột, không màu, có mùi thơm đặc trưng, tan trong rượu etylic. Bảng 1.10: Chỉ tiêu chất lượng của vanilin Chỉ tiêu Yêu cầu Nhiệt độ nóng chảy Nước Tro Kim loại nặng 31-33oC  0,5%  0,05%  10 ppm 1.5. Chất màu Trong sản xuất kẹo, việc tạo màu phần lớn là theo phương pháp nhân tạo, tức là nhuộm màu. Do đó khi chọn màu, trước hết phải đảm bảo chất màu không có hại đối với cơ thể người, sau đó mới chú ý đến màu sắc, độ tan, độ bền và các phản ứng biến màu khác. Muốn chất màu hòa đều trong kẹo, trước khi dùng phải hòa chất màu thành dung dịch với lượng nước ít nhất, thường theo tỷ lệ nước:màu = 9:1. Phần lớn kẹo đều dùng chất màu tan trong nước, những loại kẹo có hàm lượng chất béo cao phải dùng chất màu hòa tan trong dầu. Theo quy định, lượng màu đưa vào kẹo nhiều nhất không vượt quá 0,01% khối lượng kẹo. Bảng 1.11: Chỉ tiêu chất lượng của chất màu thực phẩm Chỉ tiêu Yêu cầu Chất bay hơi (ở 135oC) Chất không tan trong nước Arsen (tính theo As2O3) Chì  10%  0,5%  1,4 ppm  10 ppm 1.6. Bột cacao Bột làm từ hạt cacao nghiền ra, là nguyên liệu quan trọng để sản xuất chocolate đen. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 16 - Hình 1.1: Bột cacao Dựa vào hàm lượng béo, bột cacao được chia làm 3 loại  Bột cacao có hàm lượng béo cao: ≥ 20%.  Bột cacao có hàm lượng béo trung bình: 10 – 20% bơ cacao.  Bột cacao có hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ cacao. Bảng 1.12: Chỉ tiêu bột cacao (theo tiêu chuẩn của hãng Cargill) Chỉ tiêu Yêu cầu Lipid 10 – 24% pH 5,0 – 8,2 Độ ẩm ≤ 4,5% Kích thước ≥ 99,8% qua sàng, kích thước lỗ sàng 75 m Màu sắc Màu đặc trưng Mùi vị Mùi đặc trưng Tổng vi sinh vật ≤ 5000 cfu/g Nấm mốc ≤ 50 cfu/g Nấm men ≤ 10 cfu/g Enterobacteriaceae Không có Escherichia coli Không có Salmonella Không có Tạp chất Theo tiêu chuẩn châu Âu 1.7. 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 CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 17 - gian của quá trình sản xuất bột cacao, được tạo thành sau công đoạn ép bột cacao nhào. Bơ cacao là một loại bán thành phẩm có giá trị khá cao nên từ lâu người ta đã nghiên cứu tạo ra những chất thay thế bơ cacao để giảm giá thành sản phẩm. Tuy nhiên các chất thay thế chỉ giống bơ cacao về tính chất vật lý và hóa học mà không tạo được hương vị đặc trưng cho sản phẩm chocolate như bơ cacao. 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 cacao. Bơ cacao còn là nguồn cung cấp dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất mà cơ thể dễ dàng hấp thu được. Bảng 1.13: Tiêu chuẩn của bơ cacao (theo tiêu chuẩn của hãng Cargill) Tiêu chuẩn Yêu cầu Acid béo tự do ≤ 1,75% Chỉ số IV 33 – 43 Độ ẩm ≤ 0,3% Chỉ số khúc xạ 1,456 – 1,459 Chất không bị xà phòng hóa ≤ 0,35% Chỉ số blue ≤ 0,05% 1.8. Chất nhũ hóa Trong sản xuất chocolate, chất nhũ hóa thường sử dụng là leucithin. Leucithin 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 leucithin được sử dụng như một chất nhũ hóa trong công nghệ thực phẩm. Trong công nghệ sản xuất chocolate, leucithin được dùng để làm loãng hoặc làm giảm độ nhớt của khối chocolate. Hiệu quả do leucithin đem lại phụ thuộc nhiều vào thời điểm đưa nó vào khối chocolate, nên đưa nhiều vào giai đoạn đảo trộn nhiệt, và hiệu quả sẽ giảm nếu nó được cho vào giai đoạn nghiền. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 18 - 1.9. Phụ gia khác Để chống hư hỏng kẹo ta cần bổ sung thêm chất bảo quản là muối Na, K của acid sorbic, acid benzoic. Hàm lượng sử dụng nhỏ hơn 0,1% khối lượng kẹo. 1.10. Nước Bảng 1.14: Tiêu chuẩn nước để sản xuất thực phẩm (theo QCVN:BYT/2009) STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa 1. Màu sắc TCU 15 2. Mùi vị - Không có mùi, vị lạ 3. Độ đục NTU 2 4. pH - 6,5 - 8,5 5. Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/l 300 6. Tổng chất rắn hoà tan (TDS) mg/l 1000 7. Hàm lượng Nhôm mg/l 0,2 8. Hàm lượng Amoni mg/l 3 9. Hàm lượng Antimon mg/l 0,005 10. Hàm lượng Asen tổng số mg/l 0,01 11. Hàm lượng Bari mg/l 0,7 12. Hàm lượng Bo, tính chung cho cả Borat và Axit boric mg/l 0,3 13. Hàm lượng Cadimi mg/l 0,003 14. Hàm lượng Clorua mg/l 250 15. Hàm lượng Crom tổng số mg/l 0,05 16. Hàm lượng Đồng tổng số mg/l 1 17. Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 18. Hàm lượng Florua mg/l 1,5 CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 19 - 19. Hàm lượng Hydro sunfur mg/l 0,05 20. Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ và Fe3+) mg/l 0,3 21. Hàm lượng Chì mg/l 0,01 22. Hàm lượng Mangan tổng số mg/l 0,3 23. Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số mg/l 0,001 24. Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 25. Hàm lượng Niken mg/l 0,02 26. Hàm lượng Nitrat mg/l 50 27. Hàm lượng Nitrit mg/l 3 28. Hàm lượng Selen mg/l 0,01 29. Hàm lượng Natri mg/l 200 30. Hàm lượng Sunphát mg/l 250 31. Hàm lượng Kẽm mg/l 3 32. Chỉ số Pecmanganat mg/l 2 33. Coliform tổng số cfu/100ml 0 34. E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt cfu/100ml 0 CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 20 - PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Sản phẩm Màu, mùi, acid, phụ gia Nấu kẹo Làm nguội Phối trộn Nạp nhân Đường saccharose Hòa tan Phối trộn Đường nha Nước Làm nguội Quật Làm dịu Đảo trộn nhiệt Chocolate Nghiền Phối trộn Bột cacao Đường saccharose Bơ cacao Chất nhũ hóa Tạo hình Phân loại Bao gói CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 21 - Thuyết minh quy trình 2.1. Hòa tan đường saccharose và phối trộn đường nha 2.1.1. Mục đích Chuẩn bị: tạo thành hỗn hợp dạng lỏng, đồng nhất của chất tạo vị ngọt (đường saccharose và đường nha). 2.1.2. Phương pháp thực hiện  Quá trình hòa tan đường Đường saccharose tinh thể được khuấy trộn với một lượng nước hợp lí để hòa tan hoàn toàn trong thời gian ngắn nhất. Quá trình hòa tan đường phải diễn ra triệt để, nếu không những hạt đường còn sót lại sẽ là mầm mống phát sinh sự kết tinh trở lại trên một diện tích lớn khi dung dịch đường ở trạng thái quá bão hòa.  Quá trình phối trộn Đường saccharose sau khi hòa tan sẽ được phối trộn thêm với hỗn hợp đường nha nhằm giảm độ ngọt, tăng độ nhớt, tăng hàm lượng chất khô, thêm lượng đường khử để chống kết tinh, giảm sự mất nước trong kẹo thành phẩm. Lượng đường nha theo công thức phối liệu có thể được đưa vào phối trộn cùng đường saccharose ngay từ đầu để tận dụng nước trong thành phần của nó để hòa tan saccharose. Tỷ lệ giữa đường saccharose và đường nha được xác định dựa vào loại đường nha sử dụng và mức quy định về hàm lượng đường khử trong kẹo thành phẩm. Hàm lượng đường khử trong thành phẩm có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng kẹo. Nếu hàm lượng đường khử quá cao sẽ làm cho kẹo dễ hút ẩm và bị chảy. Ngược lại, nếu hàm lượng đường khử quá thấp thì không đủ khả năng để chống kết tinh, khối kẹo có thể bị hồi đường ngay trong quá trình nầu và làm nguội. Tùy theo sự biến đổi của nguyên liệu, thao tác, điều kiện bao gói, bảo quản...mà hàm lượng đường khử trong kẹo thành phẩm có thể điều chỉnh trong khoảng 12 - 18%. Hàm lượng đường khử trong kẹo bao gồm lượng đường khử có trong đường nha và lượng đường khử tạo thành do phản ứng thủy phân saccharose. Do đó hàm lượng đường khử trong hỗn hợp khi phối liệu cần phải nhỏ hơn lượng đường khử cần có trong kẹo thành phẩm. Thực tế cho thấy nếu khống chế pH của dung dịch đường lớn hơn 6 thì đường khử tạo thành trong quá trình nấu kẹo chân không không vượt quá 2%. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 22 - Trong quá trình phối trộn nếu độ nhớt quá cao thì lúc khuấy trộn sẽ tạo bọt và bọt có thể trào ra ngoài nồi. Để tránh hiện tượng này nên cho vào một ít chất béo.  Lượng nước dùng để hòa tan đường chiếm khoảng 30 - 33% tổng lượng chất khô hòa tan  Nồng độ dung dịch đường thu được sau hòa tan và phối trộn khoảng 75 - 80%. Nếu lượng nước sử dụng nhiều thì sẽ tốn thời gian và năng lượng để làm bốc hơi nước. Điều này ảnh hưởng đến hiệu suất sử dụng nồi nấu kẹo, làm tăng lượng đường khử và màu sắc của kẹo khiến cho kẹo dễ chảy.  Nhiệt độ nước dùng để hòa tan đường: 75 – 80oC. Nhiệt độ nước càng cao thì tốc độ hòa tan đường càng nhanh nhưng tốc độ nghịch đảo đường cũng càng lớn.  Thời gian nấu hòa tan đường phụ thuộc vào hàm lượng chất khô, diện tích gia nhiệt của thiết bị hòa tan đường, áp suất hơi và dạng truyền nhiệt… Tổng thời gian nấu hòa tan và phối trộn là 9 - 11 phút. 2.1.3. Các biến đổi  Vật lý: nhiệt độ khối dung dịch tăng.  Hoá lý: sự hòa tan mạch nha và đường vào nước. 2.1.4. Thiết bị CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 23 - Hình 2.1: Thiết bị hòa tan và phối trộn 2.2. Nấu kẹo 2.2.1. Mục đích  Khai thác: tăng nồng độ chất khô.  Hoàn thiện: một phần đường sẽ caramel hóa để tạo ra hương caramel cho thành phẩm.  Bảo quản: nấu kẹo góp phần làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm do nấu ở nhiệt độ cao sẽ tiêu diệt vi sinh vật và độ ẩm thấp sẽ hạn chế các phản ứng thủy phân của đường. 2.2.2. Phương pháp thực hiện Sau khi lọc sạch, hỗn hợp được đưa đến thiết bị nấu kẹo. Quá trình nấu kẹo gồm hai công đoạn là gia nhiệt sơ bộ và cô đặc chân không.  Gia nhiệt sơ bộ Trước khi cô đặc cần phải gia nhiệt sơ bộ làm bốc hơi một phần nước của dung dịch đường nhằm tăng hiệu suất sử dụng nồi nấu kẹo và rút ngắn thời gian nấu kẹo trong các thiết bị cô đặc, đặc biệt là thiết bị cô đặc chân không. Nhưng nếu kéo dài thời gian gia nhiệt sẽ làm cho nồng độ dung dịch đường tăng, từ đó trong quá trình sản xuất sẽ xảy ra hiện tượng:  Khi nhiệt độ của dung dịch đường hạ và bước vào trạng thái quá bão hòa, tinh thể saccharose có khả năng xuất hiện trở lại.  Dưới tác dụng của ma sát và va chạm cơ học, dung dịch đường quá bão hòa sẽ kết tinh một cách nhanh chóng. 1 2 3 4 5 6 1. Nước. 2. Đường nha. 3. Đường Saccharose. 4. Hơi nước. 5. Dung dịch đường sau khi hòa tan và phối trộn 6. Nước ngưng tụ. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 24 -  Do gia nhiệt sơ bộ tiến hành dưới áp suất thường nên thời gian gia nhiệt sơ bộ quá dài sẽ làm saccharose phân giải, gây nên cháy khét. Bảng 2.1: Ảnh hưởng của mức độ gia nhiệt và hàm lượng chất khô đến thời gian nấu Mức độ gia nhiệt Hàm lượng chất khô của dung dịch đường đưa vào nồi nấu, % Thời gian nấu kẹo, phút Không gia nhiệt, đưa đi nấu ngay 77,0 36,0 Gia nhiệt đến 108oC rồi mới nấu 78,0 32,0 Gia nhiệt đến 115oC rồi mới nấu 85,0 25,5 Gia nhiệt đến 118oC rồi mới nấu 88,0 20,0 Điều kiện gia nhiệt sơ bộ:  Thời gian gia nhiệt: 10 – 14 phút.  Nhiệt độ tối đa: 115 – 118oC.  Nồng độ chất khô khoảng 86 – 88%  Tốc độ cánh khuấy: 30 rpm  Cô đặc chân không Sau khi gia nhiệt sơ bộ, dung dịch đường được cô đặc chân không. Ưu điểm của phương pháp nấu kẹo bằng nồi chân không:  Nhiệt độ sôi của dung dịch đường thấp.  Quá trình sản xuất ổn định.  Tiết kiệm nhiệt năng.  Sản phẩm có chất lượng tốt và ổn định. Nồng độ chất khô khi kết thúc quá trình nấu kẹo sẽ được nhà sản xuất lựa chọn phụ thuộc vào độ ẩm kẹo thành phẩm, lượng nước tiếp tục bốc hơi trong quá trình làm nguội và lượng nước sẽ được bổ sung thêm vào si rô kẹo trong quá trình phối trộn sau này. Đối với kẹo cứng, dung dịch đường được cô đặc đến nồng độ chất khô đạt 98%. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 25 - 2.2.3. Các biến đổi  Vật lý:  Nước bốc hơi dẫn đến nồng độ dung dịch tăng, độ nhớt và tỉ trọng của dung dịch cũng tăng còn thể tích và khối lượng dung dịch giảm.  Nhiệt độ khối kẹo tăng.  Hóa học: dưới tác động của nhiệt độ cao trong quá trình nấu kẹo sẽ xảy ra ba biến đổi hóa học quan trọng làm ảnh hưởng tới chất lượng kẹo thành phẩm. Đó là phản ứng nghịch đảo đường, phản ứng Maillard và phản ứng caramel.  Phản ứng nghịch đảo đường: đây là phản ứng thuỷ phân sacchrose tạo thành hỗn hợp hai đường khử là glucose và fructose dưới tác dụng của nhiệt độ và xúc tác acid. Đường khử có tính chất hút ẩm cao nên cần được kiểm soát hàm lượng chặt chẽ trong kẹo thành phẩm. Do đó, lượng đường khử được chủ động bổ sung vào si rô kẹo thông qua giá trị DE của đường nha, còn phản ứng nghịch đảo đường cần phải hạn chế. Có thể làm giảm tốc độ phản ứng nghịch đảo đường bằng cách làm giảm nhiệt độ, tăng pH.  Phản ứng Maillard: Điều kiện để phản ứng có thể xảy ra được là các chất tham gia phản ứng phải chứa nhóm carboxyl trong môi trường có nhóm amin. Kết quả của phản ứng này là sản phẩm kẹo có màu đậm.  Phản ứng caramel: phản ứng này có ảnh hưởng lớn đến màu sắc của sản phẩm. Phản ứng caramel hoá xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của đường.  Đối với saccharose là 185 – 1860C.  Đối với glucose là 146 - 1500C.  Đối với fructose là 103 - 1050C. Tuy nhiên phụ thuộc vào nồng độ đường, thành phần pH của môi trường, thời gian đun nóng,… mà người ta vẫn tìm thấy các sản phẩm của sự caramel hoá ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của đường.  Sinh học: vi sinh vật bị tiêu diệt ở nhiệt độ cao. 2.2.4. Thiết bị Ta tiến hành gia nhiệt sơ bộ ngay trong thiết bị hòa đường ở trên. Nồi nấu kẹo chân không có 2 dạng: gián đoạn và liên tục. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 26 -  Nồi nấu kẹo chân không dạng gián đoạn Hình 2.2 : Thiết bị nấu kẹo chân không dạng gián đoạn Trước khi đổ dung dịch đường đã gia nhiệt sơ bộ vào nồi nấu kẹo chân không phải mở van cho hơi vào buồng gia nhiệt để nhiệt độ của dung dịch không bị giảm nhiều do tiếp xúc với mặt nồi nguội lạnh. Thông số kĩ thuật :  Áp suất chân không : 660 mmHg.  Nhiệt độ trong nồi nấu : 1200C.  Thời gian cô đặc : 5 – 10 phút  Nồi nấu kẹo chân không dạng liên tục Hình 2.3: Thiết bị nấu kẹo chân không dạng liên tục 1.Đường dẫn hơi đốt. 2.Thiết bị gia nhiệt. 3.Đường vào của dung dịch đường. 4.Ngăn tách hơi. 5.Khoang tháo sản phẩm. 6.Đường dẫn nước ngưng. 7.Ngăn bốc hơi chân không. 8.Ống thoát hơi. 9.Bơm chân không. 10.Ống thoát khí. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 27 - Nấu kẹo bằng nồi chân không dạng liên tục phải qua hai giai đoạn: bốc hơi chân không và cô đặc chân không. Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất kẹo. Giai đoạn bốc hơi chân không  Độ chân không: 250 mmHg.  Áp suất hơi: 5 – 6 kg/cm2.  Nhiệt độ: 125 – 1280C. Trong quá trình bốc hơi, không nên điều chỉnh độ chân không trong nồi quá cao, tránh làm bốc hơi quá nhanh phần nước trên mặt dung dịch; nhiệt độ hạ đột ngột tạo thành lớp đường có độ nhớt rất cao trên mặt dung dịch, làm cho dung dịch đường ở đáy nồi và giữa nồi đối lưu không tốt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự truyền nhiệt làm cho nước bốc hơi không triệt để. Giai đoạn cô đặc chân không  Độ chân không: 700 mmHg.  Nhiệt độ: 110 – 1120C. 2.3. Làm nguội 2.3.1. Mục đích Chuẩn bị:  Làm đông đặc khối kẹo chuẩn bị cho quá trình tạo hình.  Làm lạnh nhanh khối kẹo để tránh hiện tượng hồi đường, chuẩn bị cho quá trình tạo hình. 2.3.2. Phương pháp thực hiện Khối kẹo sau khi nấu có nhiệt độ cao, sẽ được đổ ra trên bề mặt bàn làm nguội. Khi làm nguội phải đảm bảo nguyên tắc là phần tiếp xúc với bề mặt làm nguội bao giờ cũng phải lật gập vào giữa lòng khối kẹo. Lật gập nhiều lần cho đến khi toàn bộ khối kẹo giảm nhiệt độ nhanh chóng và đều đặn. Lật gập không đúng sẽ dẫn đến hiện tượng bề mặt khối kẹo giảm nhiệt độ quá mức sinh nứt nẻ mà nhiệt độ trong lòng khối kẹo còn rất cao. 2.3.3. Các biến đổi  Vật lý: nhiệt độ khối kẹo giảm.  Hóa lý: độ nhớt của khối kẹo tăng. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 28 - 2.3.4. Thiết bị Hình 2.4: Bàn làm nguội không có cần gạt 4 3 2 1 Hình 2.5 : Bàn làm nguội có cần gạt Cấu tạo thiết bị làm nguội có cần gạt:  Bộ phận làm nguội gồm:  Một băng tải được làm bằng thép không gỉ chạy trên hai trục quay đường kính 1m.  Một hệ thống ống dẫn nước và hơi nước.  Băng tải được trang bị một bộ điều khiển lực căng nhằm điều chỉnh độ căng của băng tải.  Hai đường ray cố định nằm bên cạnh băng tải để ngăn chặn sự trật đường ray của băng tải.  Theo sau dây băng tải là hệ thống làm giảm nhiệt độ được chia làm nhiều vùng, mỗi vùng có một hệ thống lưu thông nhiệt độ riêng và thường đi kèm với hệ thống phun hơi nước. Khối kẹo được làm nguội bằng cách cho tiếp xúc với băng tải lạnh. Băng tải được làm mát bằng những tia nước phun ngược từ dưới lên. 1. Băng tải. 2. Vòi phun. 3. Cần gạt. 4. Trục quay. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 29 - Nhiệt độ của nước được điều khiển bằng máy điều nhiệt. Nếu nhiệt độ nước quá cao, nước lạnh sẽ được thêm vào làm nhiệt độ hạ xuống một cách tự động. Ngược lại nếu nước quá lạnh hơi nước sẽ được sục vào để nâng nhiệt độ. Quá trình hoạt động của vòi phun được điều khiển bởi hệ thống giám sát dòng chảy.  Bộ phận nhào trộn Các cần gạt và con lăn nhào trộn được sắp xếp ở mặt trên của băng tải. Để tránh gây nguy hại đến băng tải, một đoạn teflon được cố định ở đáy gờ của cần gạt. Độ dày mỏng của khối kẹo được điều khiển bằng cách thay đổi chiều cao của con lăn nhào trộn.  Bộ phận làm sạch và bôi trơn Con lăn nhào trộn có thể được nâng lên điều đó cho phép chúng và băng tải thép được làm sạch một cách nhanh chóng và dễ dàng. Để giữ an toàn vệ sinh thực phẩm và tránh hiện tượng khối kẹo dính vào băng tải hệ thống phải có dụng cụ làm sạch và bộ phận bôi trơn. Dụng cụ làm sạch được đặt ở cuối băng tải bao gồm một bàn chải và một dao cạo. Chúng đảm bảo cho băng tải hoàn toàn khô và sẵn sàng cho khối kẹo tiếp theo. Bộ phận bôi trơn được đặt ở vùng đầu của băng tải, chúng sẽ tráng một lớp mỏng dầu lên băng tải nhằm ngăn cản khối đường dính vào bề mặt băng tải. Ở phần cuối của băng tải làm nguội khối kẹo được đưa vào quá trình tiếp theo. Thông số kỹ thuật: - Nhiệt độ của nước làm nguội: 25 – 300C. Nếu dùng nước có nhiệt độ quá thấp sẽ dễ đọng thành giọt ở gần bề mặt làm nguội, khối kẹo khi đó sẽ lập tức dính chặt với mặt bàn. Nếu nhiệt độ nước làm nguội quá cao hay hiệu suất làm lạnh quá thấp, khối kẹo cũng bị dính vào mặt bàn, khó lật mặt kẹo và ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. - Chiều dài băng tải 6 – 8 m. - Thời gian : 10 – 12 phút. - Nhiệt độ ra của khối kẹo: 105 – 1100C. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 30 - 2.4. Phối trộn 2.4.1. Mục đích Chế biến: quá trình này sử dụng lực cơ học để trộn đều các phụ liệu, phụ gia vào si rô kẹo, tạo thành một khối đồng nhất có độ ẩm và nhiệt độ thích hợp. 2.4.2. Phương pháp thực hiện Khối si rô kẹo cuối quá trình nấu có nhiệt độ rất cao và hàm ẩm thấp. Để quá trình phối trộn không làm biến đổi các chất màu, chất mùi và tránh hiện tượng kết tinh đường, cần lưu ý đến thời điểm bổ sung từng phụ liệu sao cho phù hợp. Chất béo được bổ sung ngay giai đoạn đầu của quá trình phối trộn, khi khối kẹo đạt khoảng 1100C. Chất béo cần phải được nhũ hóa trước khi cho vào phối trộn. Acid được cho vào ở 90oC. Khi acid hòa tan hoàn toàn trong si rô kẹo, dung dịch màu mới được bổ sung vào khối kẹo. Chất mùi được cho vào cuối cùng trước khi kết thúc quá trình phối trộn. 2.4.3. Các biến đổi  Vật lý: nhiệt độ khối kẹo giảm, xảy ra hiện tượng khuyếch tán của các chất trong khối kẹo, khối lượng và thể tích của hỗn hợp sẽ thay đổi do có thêm phụ gia và hiện tượng bốc hơi nước.  Hoá học: acid hữu cơ thêm vào làm tăng thêm lượng đường khử do xảy ra phản ứng nghịch đảo đường. Nhiệt độ cao làm cho phản ứng Maillard vẫn tiếp tục xảy ra. Khối kẹo xốp hơn vì có một lượng không khí xâm nhập vào khối kẹo  Hoá lý: độ ẩm tăng. 2.4.4. Thiết bị Sử dụng thiết bị phối trộn có cánh khuấy. Hình 2.6: Thiết bị trộn 1. Nhập liệu. 2. Hương liệu. 3. Khối kẹo ra. 4. Trục khuấy. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 31 - Có thể phối trộn ngay trên bàn làm nguội. 2.5. Quật 2.5.1. Mục đích Hoàn thiện:  Khả năng hấp thu độ ẩm của khối kẹo sau khi quật tăng vì bề mặt của nó tăng. Kẹo làm ra ít dính hơn vì sau khi quật nó có khả năng di chuyển độ ẩm tốt ( từ bề mặt vào bên trong). Do đó khi bảo quản kẹo ít bị biến dạng hơn kẹo không quật.  Do độ ẩm phân bố đều khắp khối kẹo và trong kẹo có một lớp không khí nên kẹo có khả năng tạo hình lớn hơn kẹo không quật.  Bề mặt khối kẹo láng hơn do phân bố đều chất béo. 2.5.2. Phương pháp thực hiện Khối kẹo sau khi phối trộn, làm nguội được qua thiết bị quật kẹo. Quá trình quật thường diễn ra ở 75 – 80oC trong thời gian 1,5 – 2 phút. 2.5.3. Các biến đổi Vật lí: khối kẹo xốp hơn, tăng thể tích vì có 1 lượng không khí xâm nhập vào khối kẹo. 2.5.4. Thiết bị Hình 2.7: Thiết bị quật 2.6. Làm nhân chocolate 2.6.1. Phối trộn  Mục đích Chuẩn bị: tạo điều kiện cho nguyên liệu phân bố đều vào nhau, tạo dung dịch huyền phù. Trong đó bơ ca cao là môi trường liên tục còn bột ca cao, đường… là chất phân tán.  Phương pháp thực hiện CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 32 - Ban đầu cho bơ cacao vào thùng phối trộn tạo môi trường liên tục, sau đó cho từ từ bột cacao, đường dạng bột đã được nghiền mịn vào tạo thành pha phân tán. Trong giai đoạn này không bổ sung toàn bộ chất béo và chất nhũ hóa mà chỉ bổ sung một phần, phần còn lại sẽ được bổ sung trong giai đoạn xử lý nhiệt. Thời gian nhào trộn: 20 - 30 phút. Nhiệt độ nhào trộn: 40oC - 45oC. Nếu nhiệt độ nhào trộn vượt quá 60oC sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm (do các chất béo rất dễ bị oxy hóa trong điều kiện đảo trộn ở nhiệt độ cao và thời gian kéo dài).  Các biến đổi  Vật lý: có sự gia tăng nhiệt độ, giảm nhớt, kích thước các phần tử pha rắn giảm.  Hóa lý: hỗn hợp nguyên liệu sau khi trộn có sự phân bố đồng đều các thành phần vào nhau  Thiết bị. Sử dụng máy trộn SMC. Hình 2.8: Máy trộn SMC 2.6.2. Nghiền  Mục đích Chuẩn bị: làm giảm kích thước của các cấu tử pha rắn có mặt trong huyền phù. 1. Phễu nhập liệu. 2. Chân đỡ 3. Trục vis 4. Phễu tháo liệu CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 33 -  Phương pháp thực hiện Hỗn hợp nguyên liệu sau khi nhào trộn sẽ được đưa vào thiết bị nghiền trục. Trong quá trình nghiền do ma sát giữa các trục và giữa trục với nguyên liệu sẽ sinh nhiệt. Khi các trục nóng lên sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Do đó hỗn hợp cần được phải làm nguội ở nhiệt độ trong khoảng 45 – 480C.  Biến đổi  Vật lí:  Kích thước giảm xuống còn khoảng 30 m.  Nhiệt độ hỗn hợp tăng do ma sát.  Hóa lý: nguyên liệu dần trở nên đồng nhất hơn và dần chuyển về dạng paste.  Thiết bị Sử dụng thiết bị nghiền 5 trục. Thiết bị nghiền trục gồm 5 trục bằng thép không rỉ, được đặt nằm ngang và xếp chồng lên nhau. Nhập liệu từ trục cuối tạo thành dòng liên tục, bộ phận tháo liệu ở phía trên và có 1 dao cạo sắt để cạo sản phẩm ra khỏi trục. Các trục quay với tốc độ tăng dần từ trục đáy lên trục đỉnh. Hình 2.9: Thiết bị nghiền 5 trục 2.6.3. Đảo trộn nhiệt  Mục đích Chế biến :  Tạo trạng thái đồng nhất của hỗn hợp nguyên liệu. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 34 -  Tạo ra tổ hợp hương vị của chocolate một cách hài hòa thông qua việc loại bỏ một số cấu tử tạo mùi xấu và hình thành nên các cấu tử hương mới.  Phương pháp thực hiện Sau khi nghiền trục, khối nguyên liệu là bột khô, tơi xốp được đưa vào thiết bị xử lý nhiệt. Trong quá trình này có sự chuyển pha khối nguyên liệu qua 3 giai đoạn. Giai đoạn 1: đảo trộn bột khô. Giai đoạn 2: đảo trộn bột nhão. Giai đoạn 3: đảo trộn bột lỏng. Hình 2.10: Ba giai đoạn chuyển pha của khối nguyên liệu Phần còn lại của bơ cacao và chất nhũ hoá được thêm vào ở giai đoạn thứ 3, khối nguyên liệu trở nên lỏng và độ nhớt giảm đáng kể. Quá trình đảo trộn nhiệt thực hiện ở nhiệt độ càng cao thì thời gian sẽ càng ngắn. Tuy nhiên nhiệt độ quá cao sẽ gây ra các phản ứng hóa học không mong muốn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ của quá trình đảo trộn được giữ ở 60 – 800C. Thời gian đảo trộn nhiệt phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu, nhiệt độ thực hiện quá trình và cường độ đảo trộn. Hiện nay thời gian đảo trộn nhiệt khoảng 9 giờ. Tốc độ quay của dao trộn : nếu tốc độ quay cao sẽ làm nhiệt độ tăng nhanh dẫn đến phản ứng Maillard xảy ra nhanh chóng tạo ra màu sắc không mong muốn của chocolate. Nếu tốc độ quay chậm thì khả năng hoá lỏng của khối bột và tốc độ tạo màu của khối bột không đạt yêu cầu.  Các biến đổi  Vật lý: giảm kích thước các hạt của pha rắn, tăng độ mịn, giải phóng chất béo và nước từ bên trong cấu trúc các hạt nguyên liệu. 1 2 3 CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 35 -  Hóa học.  Xảy ra phản ứng Maillard làm hương vị chocolate tăng lên rõ rệt.  Các tannin được chuyển hóa, các chất màu bị oxy hóa  Hóa lý: ẩm bốc hơi đồng thời cũng mang theo những cấu tử hương không mong muốn như acid acetic  Ẩm giảm từ 1,6% xuống 0,6 – 0,8%.  Bay hơi khoảng 30% acid acetic, 50% andehit.  Thiết bị Hiện nay quá trình đảo trộn nhiệt thực hiện theo phương pháp gián đoạn, sử dụng hai loại thiết bị.  Thiết bị dạng trục dọc: có năng suất nhỏ, thời gian thực hiện dài. Tuy nhiên chocolate sản xuất dùng thiết bị này có chất lượng cảm quan rất tốt.  Thiết bị dạng nghiền búa: có năng suất cao hơn, thời gian xử lí nhiệt ngắn hơn. Hình 2.11: Thiết bị đảo trộn nhiệt dạng trục dọc Hình 2.12: Thiết bị đảo trộn nhiệt dạng nghiền búa 2.6.4. Làm dịu  Mục đích Hoàn thiện: CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 36 -  Ổn định tinh thể bơ cacao từ dạng không bền sang dạng bền hơn, tránh hiện tượng “nở hoa”. Hiện tượng nở hoa chất béo là hiện tượng các tinh thể chất béo kém bền sẽ chuyển thành các dạng tinh thể bền hơn trong quá trình bảo quản, khi đó sẽ xuất hiện các vết “nổ” trên bề mặt của sản phẩm, làm giảm chất lượng cảm quan của sản phẩm.  Tạo sản phẩm có “độ giòn” nhất định và nhiệt độ tan chảy của sản phẩm phù hợp với thân nhiệt của cơ thể người.  Phương pháp thực hiện Quá trình làm dịu được chia thành ba giai đoạn:  Hạ nhiệt độ xuống khoảng 270C để kết tinh các tinh thể bơ.  Nâng nhiệt lên khoảng 320C để phá vỡ các tinh thể kém bền.  Giữ nhiệt để các tinh thể bền được hình thành. Thời gian lưu của mỗi giai đoạn càng dài thì lượng tinh thể bơ càng kết tinh nhiều ở dạng bền. Đối với chocolate dùng để sản xuất các sản phẩm có nhân thời gian lưu khoảng 20 – 360 phút.  Các biến đổi  Vật lý: nhiệt độ của bán thành phẩm chocolate giảm dần.  Hóa lý: xảy ra hiện tượng kết tinh của chất béo. Các chất béo trong bơ cacao khi kết tinh có thể tạo thành 6 dạng thù hình khác nhau Bảng 2.2: Tính chất các dạng thù hình của tinh thể bơ cacao khi kết tinh Bốn dạng cấu hình đầu không bền nên sẽ chuyển sang dạng cấu hình V bền hơn (bất thuận nghịch). Các dạng không bền sẽ làm chocolate bị xám màu do chất béo tái kết tinh, nhất là thành những tinh thể lớn; các giọt glyceride lỏng di chuyển lên bề mặt và kết tinh làm cho bề mặt chocolate mờ và không mịn, gây hiện tượng nở hoa chất CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 37 - béo. Do đó cần tạo điều kiện để tạo ra nhiều tinh thể dạng V để khi đóng rắn bề mặt chocolate được mịn đẹp. Hình 2.13: Hình dạng các loại tinh thể bơ ca cao  Thiết bị Thiết bị gồm 3 khu vực được gắn các bộ phận trao đổi nhiệt riêng. Chocolate sẽ được bơm vào và di chuyển theo dạng xoắn ốc xuyên qua các phần trao đổi nhiệt. Hình 2.14: Thiết bị làm dịu 2.7. Nạp nhân 2.7.1. Mục đích Chế biến: chia khối kẹo thành những phần nhỏ và nạp nhân vào. 2.7.2. Thiết bị và phương pháp thực hiện Hình 2.15: Thiết bị bơm nhân Dạng I Dạng II Dạng III Dạng IV Dạng V CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 38 - Máy bơm nhân liên tục là 1 tổ hợp vòi phụt (3) được cố định trong ống góp (5). Vòi phụt (3) có ống (7) bên trong để vận chuyển nhân (9). Ống (7) được đặt bên trong ống phụt (13). Bên trong ống (13) này có hình khuyên (15) để vận chuyển khối kẹo. Khối kẹo này được cung cấp bởi ống (13) từ phễu (20). Ống (13) cũng có thể thông với piston (22), piston này di chuyển để đẩy khối kẹo lắng xuống khuôn chứa kẹo (17). Nhân (9) được cung cấp bởi ống (7) được nạp từ phễu chứa nhân (24). Ống (7) cũng có thể liên thông với piston (26), piston nay di chuyển để nạp nhân vào (9). Khối kẹo (17) và khối nhân (9) cùng nhau lắng xuống khuôn (30). Piston (22) và (26) được điều chỉnh theo đúng tỉ lệ dòng chẩy của kẹo và nhân. Hai piston trên có thể dừng, thục vào hay đẩy ra, tăng hay giảm dòng nguyên liệu là do ảnh hưởng của ống (13) và (7) khi lắng nguyên liệu vào trong khuôn. Cuối cùng, khi cả kẹo lẫn nhân được lắng vào trong khuôn thì khuôn (30) được tách ra khỏi vòi phụt để hoàn thành bao phủ nhân bên trong kẹo. Tỉ lệ giữa vỏ kẹo : nhân chocolate khoảng 2 : 1. 2.8. Tạo hình 2.8.1. Mục đích Hoàn thiện: tăng tính thẫm mỹ cho viên kẹo, tạo hình dạng hoàn chỉnh. 2.8.2. Phương pháp thực hiện Kẹo sau khi được nạp nhân được đưa vào khuôn tạo hình cho viên kẹo. Khi kẹo đạt được hình dạng của khuôn thì tách ra đổ trên băng chuyền làm nguội. Để thu được kẹo có chất lượng tốt cần theo dõi chế độ nhiệt độ vỏ kẹo cũng như nhân. Trước khi tạo hình cần đưa vào máy bảo ôn để giữ nhiệt độ thích hợp. Nhiệt độ khối kẹo đưa vào máy tạo hình là 80 độ C, nhiệt độ nhân phụ thuộc vào thời tiết và trong khoảng 60-68 độ C, nhiệt độ kẹo rơi xuống băng chuyền hẹp không được quá 700C. Nếu khối kẹo quá lạnh thì khó tạo hình và trên mặt sẽ xuất hiện các đường rạn nứt. Nếu tạo hình khối kẹo có nhiệt độ dưới mức yêu cầu còn nhân lại nóng thì kẹo sẽ dễ bị biến dạng lúc chuyển xuống băng chuyền hẹp. Thường quá trình tạo hình không lâu quá 30 phút. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 39 - 2.8.3. Thiết bị Hình 2.16: Thiết bị tạo hình 2.9. Làm nguội 2.9.1. Mục đích Hoàn thiện 2.9.2. Phương pháp thực hiện Sử dụng hệ thống quạt gió thổi không khí nén để làm nguội viên kẹo trên băng chuyền. Thông số kỹ thuật - Nhiệt độ đầu vào : 65-700C, ở nhiệt độ này kẹo có tính dẻo và dễ biến dạng. - Nhiệt độ đầu ra : 40-450C, lúc đó kẹo dòn, cứng và không bị biến dạng trong quá trình bao gói, bảo quản. - Thời gian: 5 – 7 phút. 2.9.3. Các biến đổi  Vật lý: nhiệt độ giảm.  Hóa lý: đưa kẹo từ trạng thái dẻo dễ bị biến dạng về trạng thái vô định hình cứng, dòn và ít bị biến dạng. 2.9.4. Thiết bị Hình 2.17: Băng chuyền CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 40 - 2.10. Lựa chọn Sau khi làm nguội phải chọn để loại ra những viên kẹo bị biến dạng không đúng qui cách, bị hồi đường, bị bể… Quá trinh này thường được lựa chọn thủ công. Việc phân loại kẹo cần thực hiện ở nhiệt độ mát dưới 250C và độ ẩm tương đối của không khí dưới 60% để tránh hiện tượng kẹo hút ẩm. 2.11. Bao gói Kẹo chọn xong phải được gói ngay vì những viên kẹo đã làm nguội hút ẩm rất nhanh. Kẹo được bao gói bằng vật liệu chống ẩm, thường được bao gói kín. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 41 - PHẦN 3: SẢN PHẨM 3.1. Chỉ tiêu cảm quan Tên chỉ tiêu Yêu cầu Hình dạng bên ngoài Viên kẹo có hình nguyên vẹn không bị biến dạng, nhân không bị chảy ra ngoài vỏ kẹo. Trong cùng một gói kẹo, các viên tương đối đồng đều. Mùi vị Thơm, đặc trưng theo tên gọi của nhãn. Trạng thái Vỏ kẹo cứng, dòn, không bị dính răng. Nhân kẹo đặc sánh. Màu sắc Vỏ kẹo: màu vàng hoặc hơi nâu. Nhân: có màu nâu đặc trưng của chocolate. Tạp chất lạ Không có CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 42 - 3.2. Chỉ tiêu hóa lý Tên chỉ tiêu Yêu cầu Độ ẩm, % 2 – 3 Hàm lượng đường khử, % Vỏ: 15 – 18 Nhân: 25 - 30 Hàm lượng đường saccharose, % ≥ 40% Hàm lượng tro không tan trong HCl 10%, % ≤ 0,1 3.3. Chỉ tiêu vi sinh Tên chỉ tiêu Yêu cầu Tổng số vi khuẩn hiếu khí, cfu/g ≤ 5.103 Coliforms, cfu/g ≤ 102 Escherichia coli Không có Clostridium perfringens Không có Tổng số nấm men, cfu/g ≤ 102 Nấm mốc sinh độc tố Không có CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 43 - PHẦN 4: SỰ CỐ TRONG SẢN XUẤT KẸO 4.1. Kẹo chảy Kẹo tiếp xúc với không khí có hàm ẩm cao thì kẹo hút nước khiến bề mặt kẹo ướt, dính và đục dần, đây là hiện tượng chớm chảy. Kẹo chớm chảy hấp thu thêm nước làm độ nhớt kẹo giảm làm kẹo loãng ra dạng dung dịch, gọi là hiện tượng kẹo chảy. 4.2. Kẹo hồi Với kẹo cứng chớm chảy, nếu các điều kiện bên ngoài như hàm lượng nước, lưu tốc của không khí xung quanh…thay đổi, các phân tử nước đã bị hấp thu trên bề mặt kẹo lại có khả năng khuyếch tán vào không khí khiến phân tử đường bị hòa tan trên mặt kẹo có cơ hội kết tinh trở lại và phá vỡ trạng thái vô định hình của kẹo, làm mặt ngoài kẹo có một lớp kết tinh màu trắng. Hiện tượng kẹo hồi được chia làm 2 dạng: - Hồi cưỡng bức: do phối liệu hoặc thao tác trong quá trình gia nhiệt và làm nguội gây kết tinh cục bộ hoặc toàn thể viên kẹo. - Hồi tự nhiên: sau khi tạo thành không thấy kẹo cứng có hiện tượng kết tinh nhưng do nhiều nguyên nhân phức tạp khiến cho kẹo cứng có điều kiện tiếp xúc và trao đổi với không khí bên ngoài, từ đó tạo thành lớp kết tinh rõ rệt. 4.3. Quan hệ giữa kẹo chảy và kẹo hồi Đối với kẹo cứng đã chảy nếu thay đổi hàm lượng ẩm trong không khí ở xung quanh, bề mặt kẹo cứng có khuynh hướng bị hồi đường theo sự khuyếch tán của phân tử nước trên bề mặt kẹo. Điều này chứng tỏ rằng trong điều kiện bình thường, giai đoạn chảy của kẹo cứng thường phát sinh trước và tiếp đó là giai đoạn hồi đường. Kẹo chảy và kẹo hồi là một dãy biến hóa liên tục tuần hoàn. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 44 - Với các điều kiện khác nhau, kẹo cứng cứ diễn đi diễn lại các quá trình chảy và hồi như trên. Khi mặt kẹo cứng bắt đầu kết tinh và tiếp tục sinh trưởng thì kẹo sẽ dẫn hình thành 1 lớp vỏ hồi đường. Do đó tính hút ẩm của kẹo cũng giảm dần. Nguyên nhân do tính hút ẩm của đường kết tinh nhỏ hơn đường vô định hình, đồng thời lớp kết tinh làm cho phân tử nước khó xâm nhập vào kẹo cứng nhưng không ngăn cản được hoàn toàn. Do đó kẹo cứng vẫn có khả năng bị hồi đường hoàn toàn tuy tốc độ chảy và hồi có bị giảm dần. 4.4. Nguyên nhân của hiện tượng kẹo chảy và kẹo hồi Mức độ hút ẩm của kẹo là tiền đề gây nên kẹo chảy và kẹo hồi. Độ hút ẩm quyết định bởi thành phần cấu tạo kẹo cứng và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh. 4.4.1. Do phối liệu Nguyên nhân kẹo bị chảy là do cho quá nhiều chất khử. Chất khử làm tăng độ hòa tan chung của phối liệu. Độ hòa tan chung tăng thì mức chênh lệch giữa áp suất hơi bão hòa của phối liệu và áp suất hơi nước không khí xung quanh càng lớn. Do đó khống chế sự hình thành và sinh trưởng tinh thể saccarose nhưng chất khử lại hút ẩm mạnh. Đường chuyển hóa làm tăng độ hòa tan của tổng lượng đường khử, dung dịch đường chuyển hóa có áp suất hơi thấp nên tạo thành tính hút ẩm. Bảng 4.1: Ảnh hưởng của pH đến đường chuyển hóa Độ pH dung dịch kẹo Lượng đường chuyển hóa tạo thành, % 6,5 0,4 6,1 1,3 – 1,6 6,0 1,5 – 1,7 5,0 4,0 4,4 6,7 4,3 7,2 – 8,8 4,1 8,8 Khi lượng chất khử không đủ để ngăn cản sự xuất hiện tinh thể saccharose sẽ gây hồi cưỡng bức hoặc hồi tự nhiên. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 45 - - Hồi cưỡng bức: do hàm lượng chất khử quá ít. - Hồi tự nhiên: do hàm lượng chất khử thiếu 1 phần nhỏ. 4.4.2. Do thao tác  Độ pH dung dịch đường Độ pH ảnh hưởng đến sự phân giản saccharose thành đường chuyển hóa trong quá trình gia nhiệt. Trước khi nấu kẹo khống chế trị số pH thì giúp khống chế lượng đường chuyển hóa tạo thành ở mức nhỏ nhất. Nhưng pH > 7 làm phân giải các chất khác gây sản phẩm sẫm màu.  Nhiệt độ nấu kẹo Khi nhiệt độ cao, đường trong dung dịch phối liệu sẽ bị phân giải thành đường chuyển hóa và các chất hữu cơ khác.  Nhiệt độ < 1500C : đường phân giải chậm.  Nhiệt độ 150 – 1700C: tốc độ phân giải tăng nhanh.  Nhiệt độ > 1700C: tốc độ phân giải rất nhanh, màu sirô kẹo rất sẫm. Khi đường chuyển hóa dưới 20%, siro có màu 1,5 đơn vị. Khi đường chuyển hóa đến 30%, siro có màu 30 đơn vị. Độ màu kẹo biểu thị mức độ chuyển hóa và phân giải đường,  Thời gian gia nhiệt Thời gian gia nhiệt càng dài thì lượng saccharose phân giải thành đường chuyển hóa càng nhiều.  Mầm tinh thể Khi hòa tan saccharose, nước không đủ hoặc thao tác không tốt làm đường không tan hết. Khi độ nhớt dung dịch đường lớn, thời gian gia nhiệt ngắn, mầm tinh thể này sẽ biến thành nhân tố kết tinh làm khối kẹo hồi đường cục bộ hoặc toàn bộ.  Va đập và ma sát Khi dung dịch saccharose bước vào trạng thái quá bão hòa, nếu va đập mạnh và ma sát với máy móc thiết bị cũng có thể gây kẹo hồi  Bảo ôn Trong thời gian làm nguội và bảo ôn trong thời gian dài làm saccharose kết tinh. 4.4.3. Do khí hậu  Độ ẩm tương đối của không khí < 50%: kẹo không bị chảy, bị hồi. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 46 -  Độ ẩm tương đối của không khí > 60%: kẹo bị chảy, bị hồi ở mức độ khác nhau.  Độ ẩm tương đối của không khí > 80%: kẹo chảy rõ nét.  Không khí bão hòa: kẹo bị chảy nặng. 4.5. Phương pháp chống chảy, hồi  Khi phối liệu: lượng đường khử 12 – 18%  Lượng đường khử ít hút ẩm làm chủ yếu, lượng đường chuyển hóa và fructose càng ít càng tốt. Tổng số hai loại đường này nhỏ hơn 1/3 tổng lượng đường khử.  Dùng siro nhiều dextrin.  Trước khi gia nhiệt, giữ pH trung tính.  Dùng chất đệm để giảm nồng độ H+.  Nhiệt độ nấu kẹo nhở hơn 160OC nếu nấu bằng lửa than, nhơ hơn 140 nếu nấu nồi chân không.  Thời gian gia nhiệt ngắn.  Vật liệu bao gói tốt tránh hút ẩm. CNSX kẹo cứng nhân chocolate GVHD: ThS. Trần Thị Thu Trà - 47 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Fracis Joseph David Bealin-Kelly, Bernhard Hanke, Paul Nienaber (2001), Center filled confectionery, U.S Patent, US 006280762B1 [2]. Gerald B.Cotten, Donald Mihalich (2005), Confection center fill apparatus and method, U.S Patent Application Publication, US 20050260317A1. [3]. Paul A.Cimiluca (1983), Candy base and liquid center hard candy made therefrom, U.S Patent, 4,372,942. [4]. Paul A.Cimiluca (1979), Sorbitol and mannitol in confections, The manufacturing confectioner, 23 – 28. [5]. Robert R.Frey (1967), Hard candy from high maltose corn syrup, U.S Patent, 3,332,783. [6]. Hồ Hữu Long, Kĩ thuật sản xuất kẹo, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [7]. Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học quốc gia TPHCM.