DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
LỜI MỞ ĐẦU
Bánh kẹo là một lónh vực rộng lớn gồm có công nghiệp sản xuất bánh, kẹo, và socola
Công nghệ sản xuất bánh là làm ra các loại bánh ngọt và bánh nướng có thể tìm thấy trong
các cửa hàng hay siêu thò. Đối với các loại bánh này thường hay sử dụng chất béo dạng dẻo.
Chất béo có vai trò rất quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc sản phẩm
Trong công nghiệp sản xuất kẹo, đặc điểm của sản phẩm được quyết đònh bởi đường. Nhưng
chất béo cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc của kẹo,
thường khoảng 20%. Ngày xưa chất béo được bổ sung bằng cách cho bơ hay sữa đặc. Ngày
nay, người ta lại ưa chuộng cách cho dầu thực vật vào trong quá trình chế biến kẹo.
Công nghiệp sản xuất socola là làm ra các sản phẩm có 1 hay nhiều thành phần có nguồn
gốc từ cocoa. Không giống như kẹo, socola là một sản phẩm chất béo liên tục (fat-
continuous). Tính chất của socola được quyết đònh chủ yếu bởi chất béo( chiếm khoảng 26-
35%). Chất béo trong socola có đặc điểm là kết tinh ở 20
0
C làm cho sản phẩm trơn bóng và
có khoảng nhiệt nóng chảy 30-35
0
C tan chảy trong miệng
Theo truyền thống thì socola chỉ được làm từ bơ cocoa ( hay có thêm bơ sữa đối với socola
sữa). Nhưng do giá cả bơ cocoa cao nên các nhà sản xuất đã dùng các chất béo thay thế bơ
cocoa. Tuy nhiên theo luật ở một số quốc gia thì hạn chế hay cấm sử dụng các chất béo này
trong sản xuất socola
Qua đó, ta thấy vai trò của chất béo trong bánh kẹo hết sức quan trọng. Nó ảnh hưởng đến
tính chất, cấu trúc, đặc điểm cảm quan của bánh kẹo. Cũng như tốc độ kết tinh chất béo,
loại tinh thể tạo thành ảnh hưởng đến bề mặt bóng loáng và khả năng đổ khuôn tách khuôn.
Vì vậy, trong sản xuất bánh kẹo đặc biệt là sản xuất socola các nhà sản xuất rất quan tâm
đến vấn đề lựa chọn loại chất béo cũng như cách thức chế biến sao cho sản phẩm tạo thành
đạt chất lượng
Nội dung bài báo cáo này nhằm nêu rõ đặc điểm, tính chất và những biến đổi của chất béo
2.2. Chất béo bão hòa (saturated fat): là các chất béo chỉ chứa các acid béo bão hòa
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 2
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
Bảng 1: phân loại chất béo trong thực phẩm
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 3
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
3. Cấu trúc phân tử và thành phần cấu tạo của chất béo
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 4
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
3.1. Đặc điểm acid béo của TAG: Các acid béo là các hydrocacbon no hay khơng no. Tính
chất vật lý của các TAG phụ thuộc chủ yếu vào thành phần và cấu trúc của các acid
béo tạo nên nó. Chiều dài và độ no của mạch acid béo ảnh hưởng trước tiên đến
nhiệt độ nóng chảy và kết tinh của chất béo.
Mạch hydrocacbon:
• Mạch hydrocacbon chứa từ 4 đến 30 nguyên tố cacbon (thường là từ 12 đến 24C).
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 5
Bảng 2: Một vài acid béo thường gặp trong chất béo và ký hiệu của chúng
Ký
hiệu
Acid béo Chiều
dài
mạch
Số
nối
đôi
Ký
octadecanoic acid)
18 1
C capric
acid
(decanoic
acid)
10
0
l linoleic acid (cis-cis-9,12-
octadecadienoic acid)
18 2
L lauric acid
(dodecano
ic acid)
12
0
R ricinoleic acid (12-hydroxy-9-
octadecenoic acid)
18 1
M myristic
acid
(tetradeca
noic acid)
14
0
A arachidic acid (eicosanoic
acid)
20
0
P palmitic
ở vò trí số 2 sẽ xếp dọc theo mạch C của một trong hai nhánh còn lại. Khi các phân tử TAG
kết tinh sẽ sắp xếp với nhau theo 2 cách trình bày trong hình. Các cách sắp xếp này khiến
cho các TAG hợp lại thành từng khối. Nếu nhánh acyl tại vò trí số 2 của 2 Triglycerid nằm
về 2 phía thì chất béo kết tinh dạng “chồng đôi”. Nếu liên kết giữa các TAG là do sắp xếp
sát nhau của các nhánh acyl ở vò trí số 1 và số 3, chất béo sẽ kết tinh dạng “chồng ba”.
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 6
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
• Trạng thái chồng 2 (double) : thường gặp ở phân tử triglyceride có acid béo no
• Trạng thái 3 lớp(triple): thường gặp ở phân tử triglyceride có acid béo no và không no
acid béo no acid béo không no
3.3. Đặc điểm tinh thể α,β,β
’
3.3.1.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.
3.3.2. Dạng β
’
:
Khoảng cách giữa các nhánh acyl kết tinh không đều đặn. Chúng kết tinh dưới dạng
mạng orthorhombic và perpendicular (O). Khoảng cách giữa các nhánh có thể trong khoảng
0,37–0,40 nm hay là trong khoảng 0,42–0,43 nm. Giữa cách nhánh kết tinh tạo thành các
góc nghiêng trong khoảng từ 50
0
– 70
0
.
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 7
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
Bảng 3: so sánh các dạng tin h thể
4. Tính chất vật lý:
4.1. Nhiệt độ nóng chảy:
• Chiều dài mạch Cacbon tăng →t
nc
tăng( tuy nhiên không nhiều lắm)
• Số nối đôi tăng → t
nc
giảm(rất đáng kể)
Ví dụ: acid stearic(18:0) t
nc
=71
0
C
acid oleic(18:1) t
nc
=13
0
C
acid linoleic(18:2) t
nc
=-5
0
C
• Acid béo mạch nhánh có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn mạch thẳng do sự sắp xếp lỏng
lẻo hơn
• Acid béo có số cacbon chẵn có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn
• Dạng cis có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn dạng trans
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 10
Đặc điểm α:hexagonal β:trilinic β
Màu sắc
Đục (nhưng cho ánh sáng
truyền qua được một phần)
giữa Đục nhất trong 3
loại(không cho ánh sáng
truyền qua)
Điều kiện tạo
thành
Khi làm lạnh nhanh sau
một thời gian sẽ chuyển
hóa thành β,β
’
giữa Làm lạnh cực nhanh
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
• Nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp acid béo sẽ thấp hơn của acid béo có nhiệt nóng chảy
thấp nhất
Triglycer ides(TAG) có nhiệt độ nóng chảy khác nhau do các dạng kết tinh α,β,β
’
và gần
bằng acid béo tự do. MAG>DAG>TAG
• Phospholipid có nhiệt độ nóng chảy rất cao nhưng nếu nằm trong hỗn hợp acid béo thì
t
0
nc
giảm đột ngột
Tóm lại:
Sự nóng chảy không xảy ra ở một nhiệt độ nhất đònh
Biến đổi trong một khoảng nhiệt độ tùy thuộc vào thành phần các acid béo có
mặt trong chất béo
0
C ở áp suất thường. Khi tách bằng chưng cất phân đoạn phải
dùng áp suất chân không gần như tuyệt đối
oNối đôi không ảnh hưởng nhiều lắm
oMethylester có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 30
0
C so với acid béo tự do(FFA)
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 12
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
oTAG có nhiệt độ sôi rất cao
4.3. Độ nhớt:
Phân tử lượng càng lớn thì độ nhớt càng tăng
Acid béo không no (UFAs) có độ nhớt nhỏ hơn acid béo no(SFAs)
MEs(methylester), EEs(Ethylester)<FFA
TAG>FFA
Acid béo tự do bò oxy hóa(tạo trime, dimer)>> acid béo tự do chưa bò oxy hóa. Từ đó dựa
vào độ nhớt để xác đònh mức độ oxy hóa
4.4. Độ hòa tan trong dung môi hữa cơ:
• FFAs: tan tốt trong dung môi phân cực trung bình: chloroform, cyclohexan, benzene
• SFAs(acid béo no): hòa tan kém hơn trong các dung môi không phân cực(hexan) hay
trong rượu ở nhiệt độ thường nhưng tan rất tốt trong rượu ở nhiệt độ cao
• UFAs(acid béo không no) hòatan tất tốt trong hầu hết các loại dung môi
• MAG hòa tan rất tốt trong rượu, kém trong dung môi không phân cực(petroether)
• TAG tan tốt trong chloroform, didthylether, aceton, không hòa tan trong rượu
• Sáp hòa tan trong xăng hay rượu
• Phospholipids tan tốt trong petroether, một phần trong ethanol và hầu như không hòa
tan trong aceton
4.5. Sức căng bề mặt: sức căng bề mặt giảm khi nhiệt độ tăng. Sức căng bề mặt bò ảnh
hưởng bởi độ tinh khiết của chất béo
Điều kiện: nhiệt độ và áp suất thấp hơn chọn lọc, thời gian dài và nòng độ xúc tác nhiều
hơn
→ phản ứng hydro hóa ảnh hưởng đến giá trò dinh dưỡng vì nó làm giảm hàm lượng các
acid béo cần thiết, hàm lượng vitamin, và màu sắc các chất màu carotenoit có mặt trong
dầu
5.4. Phản ứng chuyển ester hóa
Alcoholysis
Rượu → ester mới + rượu mới
R
1
-CO-O-R
2
+ R
3
-OH→ R
1
-CO-O-R
3
+ R
2
-OH
Đây là một phản ứng quan trọng , người ta sử dụng glycerol để tạo hỗn hợp TAG.
MAG, DAG để tạo chất nhũ hóa
Acidoysis
R
1
-CO-O-R
2
+ R
3
Tùy thuộc vào bản chất oxy hóa và điều kiện phản ứng mà tạo ra các sản phẩm oxy hóa
như peroxide, cetoacid…
Dầu khi tiếp xúc với ánh sáng, không khí cũng có thể xảy ra quá trình oxy hóa
Bảng 5: tính chất vật lý và hoá học của chất béo
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 14
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
Phần 2:
CÁC BIẾN ĐỔI CỦA CHẤT BÉO TRONG QUÁ TRÌNH
CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN
I.Sự kết tinh chất béo:
Sự thay đổi pha rất quan trọng trong đặc điểm, sự sản xuất, và cách sử dụng chất béo
trong bánh kẹo. Khi đó, nhiệt và thể tích đều thay đổi. Và sự kết tinh là sự chuyển pha
quan trọng nhất. Sự kết tinh là một hiện tượng quan trọng trong sản xuất và sử dụng chất
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 15
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
béo bánh kẹo . Sự chuyển từ dạng tinh thể này sang dạng tinh thể khác là một quá trình
quan trọng đối với triglycerid và chất béo trong bánh kẹo
1.Đònh nghóa quá trình kết tinh: là quá trình tạo ra các tinh thể từ dung dòch. Nó là quá
trình truyền khối từ pha lỏng sang pha rắn tạo ra các tinh thể tinh khiết
2. Sự sinh mầm tinh thể
Sự sinh mầm hay hay hình thành tinh thể từ trạng thái lỏng là yếu tố quan trọng nhất
trong việc điều khiển quá trình kết tinh. Tốc độ kết tinh là yếu tố chính quyết đònh số lượng
và kích thước tinh thể, dạng cấu hình và sự phân phối các tinh thể rắn. Sự kết tinh chỉ xảy ra
khi pha đạt quá bão hòa hay quá lạnh. Tuy nhiên trạng thái quá bão hòa hay quá lạnh
không là điều kiện đủ mà phải có năng lượng xáx đònh để hình thành hạt nhân
3. Mầm tinh thể là gì?
Mầm tinh thể hay hạt nhân tinh thể là tinh thể nhỏ nhất có thể tồn tại trong dung dòch ở một
bắt đầu từ trạng thái quá lạnh. Phương trình mô tả sự sinh mầm của lipid:
Với :
N: số phân tử trên 1 mol
K: hằng số Boltzman
T: nhiệt độ tuyệt đối
h: hằng số planck
G
d
: độ linh động của phân tử lipid
: sức căng bề mặt
T
f
: nhiệt độ nóng chảy
H
f
: ẩn nhiệt
4.4. Sự phát triển tinh thể
Điều kiện để sự phát triển tinh thể xảy ra là các phân tử từ pha lỏng phải dòch chuyển đến
bề mặt tinh thể để sắp xếp lại và đònh hướng. Mỗi một phần tử sẽ tìm một vò trí thích hợp để
kết hợp thành mạng và tinh thể dần dần lớn lên
Tốc độ phát triển tinh thể tỷ lệ thuận với độ quá bão hòa và tỷ lệ nghòch với độ nhớt. Độ nhớt
tăng khi nhiệt độ giảm, nên tốc độ phát triển tinh thể đạt đến cực đại sau đó giảm xuống do tăng
độ quá bão hòa và giảm nhiệt độ
Tốc độ phát triển tỷ lệ với sự quá bão hòa, dạng tinh thể càng ổn đònh thì độ bão hòa càng lớn ở
một nhiệt độ xác đònh. Do đó, tinh thể càng ổn đònh thì tốc độ phát triển càng lớn.
Độ quá bão hòa càng lớn thì có xu hướng làm giảm số tinh thể hòan hảo, và có cả những tinh
thể rỗng
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 17
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
StStSt(α)
StStSt(β
’
)
StStSt(β)
StOSt(β)
POP(β)
PEP(β)
157
91
95
124
109
180
124
160
213
188
180
179
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
đó làm lạnh nhanh rồi khuấy mạnh sẽ tạo ra các tinh thể nhỏ như sản xúât margarine,
lám lạnh chậm kết hợp khúây nhẹ sẽ tạo ra các tinh thể lớn như sản xúât dầu cọ
Tóm lại: Sự sinh mầm và phát triển tinh thể xảy ra liên tục. Sự sinh mầm không
ngừng khi sự phát triển tinh thể bắt đầu xảy ra. Do đó, sự kết tinh chất béo hay sự sinh mầm
và phát triển tinh thể xảy ra đồng thời. Tốc độ sinh mầm và phát triển tinh thể được quyết
đònh bởi nhiệt độ.
4.5. Sau khi tăng trưởng(post-growth events):
4.5.1. Sự co rút(contraction):
p suất cao(tác dụng cơ học): kích thích chuyển sang dạng tinh thể ổn đònh hơn
Sự biến dạng(shearing): làm phá vỡ tinh thể do đó tạo ra mầm tinh thể loại 2, sắp
xếp các phân tử triglyceride song song giúp cho sự sinh mầm diễn ra nhanh hơn, quá trình
trộn tốt hơn
Sóng siêu âm: thí nghiệm dùng sóng siêu âm trong quá trình kết tinh bơ cocoa đã cho
kết quả là: cùng một điều kiện kết tinh nhưng khi dùng sóng siêu âm thì tạo ra tinh thể β
thay vì tinh thể α. Và sự ảnh hưởng của sóng siêu âm lên sự kết tinh chất béo của PPP là
làm tăng sự sinh mầm tinh thể dạng β và β’
• Từ trường: khi có từ trường thì sẽ tạo ra tinh thể dạng β ổn đònh khi kết tinh chất béo
bơ cocoa. Tuy nhiên sự ảnh hưởng này rất nhỏ
• Chất nhũ hóa: chất nhũ hóa làm tăng tốc độ phát triển tinh thể và sự chuyển đổi sang
dạng tinh thể khác. Sự chuyển đổi cấu hình có thể bò ức chế hay tăng tốc tùy thuộc vào
sự háo nước của chất nhũ hóa
4.7. Sự kết tinh chất béo
Các dạng thù hình khác nhau của chất béo có hình dạng khác nhau dẫn đến khác nhau
về nhiệt độ nóng chảy và độ bền ở nhiệt độ thường. Nếu như chất béo kết tinh ở dạng thù
hình không bền thì có thể chảy lỏng, hợp giọt, tách lớp gây ra hiện tượng “chảy dầu” hay
tái kết tinh trên bề mặt gây ra hiện tượng “nở hoa” chất béo. Chảy dầu làm giảm giá trò
cảm quan của sản phẩm bánh kẹo. Hiện tượng “nở hoa chất béo” làm cho bề mặt kẹo,
nhất là kẹo chocolate bò đốm trắng, giá trò cảm quan của sản phẩm cũng giảm.
Thường, khi giảm nhiệt độ, chất béo sẽ kết tinh đầu tiên ở dạng thù hình β, sau đó, là
dạng thù hình β’, cuối cùng, khi giảm thấp nhiệt độ thì dạng α mới xuất hiện. Trong khi
bảo quản, dạng thù hình α và β’ sẽ chuyển từ từ thành dạng β.
II. Sự nở hoa chất béo
Năm 2001, Seguine đã xuất bản quyển sách tổng quan về hiện tượng nở hoa đường và
chất béo trong sản xuất socola..Ông đã đưa ra nhiều lời khuyên thực tế và dự đoán những
nguyên nhân có thể gây ra sự cố này
1. Hiện tượng nở hoa đường (sugar bloom)
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 21
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
C
• ≥12 tháng ở -18
0
C
2. Nở hoa chất béo(fat bloom)
Hiện tượng nở hoa chất béo được nhận ra do làm mất sự bóng loáng, làm đục chứ không
phá vỡ bề mặt socola. Nguyên nhân là do sự phát triển tinh thể lớn nhiều hơn tinh thể nhỏ.
Những tinh thể lớn gây ra sự nhiễu xạ, phân tán ánh sáng làm cho bề mặt sản phẩm bò
sậm màu
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 22
DAMH:TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CHẤT BÉO TRONG BÁNH KẸO -
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
2.1.Đònh nghóa:sự nở hoa chất béo là do sự phát triển của pha mới trong chất béo socola
là nơi mà pha mới có thể thấy được trên bề mặt.Thường có hình dạng như những cái lõi
lớn cỡ 5µm,hơi trắng và nằm rãi rác trên bề mặt socola. Nở hoa chất béo là một hiện tượng
thường xảy ra trong đa số chất béo ,nhưng nó thường được thấy ở socola.
2.2. Cơ chế :
Hiện tượng nở hoa chất béo bắt đầu khi một pha mới phát triển, sự phát triển của pha mới
phát triển có 3 lý do:
• Sự thay đổi cấu hình (a)
• Sự biến đổi từ 1 pha rắn sang hai pha (rắn + lỏng) (b)
• Sự biến đổi từ pha rắn đơn sang pha 2 chất rắn (two solid phase) như hỗn hợp hai chất rắn
hòa tan(c)
I.2.1. Sự thay đổi cấu hình(a):
Bơ cocoa tinh khiết, socola có chứa bơ cocoa, và chất béo loại SOS có thành phần chủ yếu
là chất béo. Nó có thể gây ra hiện tượng nở hoa chất béo do sự thay đổi từ dạng β
’
-2 (IV)
sang β
2
2
-3(V). Do đó sự hình thành tinh thể dài. dạng kim bò giới hạn
và không thấy có sự nở hoa chất béo mặc dù vẫn còn sự biến đổi sang dạng β
1
-
3(VI). Bảng thống kê sự thay đổi cấu hình tinh thể mẫu socola được bảo quản trong
thời hian dài dưới đây đã thể hiện rõ điều này.
Bảng 7: Quan sát sự thay đổi cấu hình trong mẫu socola được bảo quản trong
vài năm
Sau khi bảo quản 3.5 năm
Mẫu thử
23
0
C 10
0
C
Socola đen
Socola đen + 2% milk fat
Socola đen +1% milk fat
Socola sữa
VI
V
V
V
V
V
V
V
Sau khi bảo quản 4 năm
Socola đen
• Sự dòch chuyển có xu hướng làm thay đổi cấu hình
• Tăng pha dầu lỏng sẽ làm tăng dạng VI
• Tăng dạng VI sẽ thúc đẩy sự dòch chuyển
Năm 2002, Arishima & McBrayer đã công bố cơ chế nở hoa chất béo của sản phẩm
toàn socola và bánh biscuit tráng socola. Ông cho rằng: dầu lỏng dòch chuyển vào ở
nhiệt độ phòng và tan ra hình thành dạng tinh thể V. Khi sản phẩm được làm lạnh rồi
trong quá trình bảo quản có những lúc nhiệt độ tăng sẽ làm cho bơ cocoa tan chảy ra.
Ngay lập tức sẽ kết tinh do quá bão hoà và xảy ra sự nở hoa chất béo. Sự nở hoa này
thường xảy ra ở POP vì dưới 14
o
C sự hòa tan của POP cao hơn POSt và StOSt
Tóm lại: điều kiện cần gây ra sự nở hoa chất béo do cơ chế thay đổi cấu hình
là: sự thay đổi cấu hình từ β
2
-3 sang β
1
-3
2.2.2. Cơ chế chuyển từ pha rắn sang pha rắn lỏng(b)
SVTH:PHẠM NGỌC ANH THƯ(60302798) Page 25
Copyright: Tài liệu đại học ©