Рубрики
Производство шоколада и какао

Физико-химические изменения шоколадных масс в процессе их обработки

Физико-химические изменения шоколадных масс в процессе их обработки
Физико-химические изменения, происходящие в шоколадной массе в процессе ее обработки и особенно обработки в шоколадоотделочной машине, до настоящего времени недостаточно полно изучены.


В процессе обработки в шоколадоотделочной машине претерпевают изменения вязкость, прочность и влажность массы и дисперсность твердой фазы. Эти свойства изменяются и в процессе обработки на валковых машинах.
Вязкость шоколадной массы зависит от влажности и дисперсности массы, а также от механического воздействия, влияющего на структуру ее.
Снижение содержания влаги в шоколадных продуктах (тертое какао, шоколадные массы) влечет за собой снижение их вязкости, которое наблюдается также при увеличении содержания масла-какао или повышения температуры.
Ниже приведены данные, (подтверждающие влияние различных факторов на вязкость шоколадной массы.

Содержание влаги в % 2,00 2,30 2,50 2,70 3,00 3,20 3,50 3,70 4,00 4,20 4,50 4,65
Вязкость тертого какао при температуре 41°С в паузах 37 50 59 70 85 97 120 135 167 187 235 272
Содержание масла-какао в % 49 50 51 52 53 54 55 56        
Вязкость тертого какао при температуре 41° в паузах 38,8 36,0 33,5 30,7 28,4 26,2 24,2 22,7        
Содержание масла-какао в шоколадной массе в % 32 33 34 35 36 37 38 38,9        
Вязкость шоколадной массы при температуре 40° в паузах 350 145 100 78 60 47 42 38        
Температура шоколадной массы в °С (содержание масла-какао 39,7%)         60 50 40 32        
Вязкость шоколадной массы в °С         25,5 29,5 37,5 48,5        

Снижение вязкости шоколадной массы при уменьшении влажности или увеличении содержания масла-какао, как правило, происходит одновременно с уменьшением прочности структуры. Поскольку шоколадные массы и тертая масса какао — системы структурированные, прочность структуры, так же как и вязкость, является одной из важнейших их характеристик.
В шоколадных массах структуры возникают за счет сцепления микрокристалликов сахара и частиц тонко измельченной фракции тертого какао по наиболее гидрофильным участкам, через тонкие прослойки дисперсионной среды (масла-какао).
Структурообразованию способствует наличие высокодисперсной фракции и частичек клеточных стенок семядолей бобов, имеющих удлиненную форму.
Различные значения прочности структуры шоколадных масс (табл. 20) свидетельствуют о влиянии содержания масла-какао на образование структуры и ее прочность.
Таблица 20

Содержание масла-какао в% 23 24 25 26 27 28 29 30
Прочность в дн/см2 16 570 8750 4300 1850 1270 860 670 520
Содержание масла-какао в % 31 32 33 35 37 38 45  
Прочность в дн/см2 490 430 360 310 290 280 235  

Повышение содержания масла в шоколадной массе с 23 до 20% снижает прочность структуры почти в 9 раз.
Шоколадная масса, при содержании 23—26% масла напоминающая пасту, при дальнейшем добавлении масла-какао приобретает постепенно жидкую консистенцию.
При высоком содержании дисперсной фазы и низком содержании масла-какао (примерно до 29%) шоколадные массы имеют компактную структуру, образованную частицами в результате их соприкосновения. При дальнейшем введении масла-какао происходит постепенное разжижение массы и переход компактной прочной структуры в рыхлую. Это связано, по представлению академика Ребиндера, с увеличением толщины прослоек дисперсионной среды между частицами, уменьшением площади контакта и возникновением новых тиксотропных связей частиц но активным местам, какими являются углы и ребра. Шоколадные массы способны к тиксотропному упрочению во времени, благодаря сравнительно легкой разрушаемости и восстанавливаемости частиц в местах контакта, а также их участию в тепловом броуновском движении. Тиксотропные свойства тесно связаны с дисперсностью твердой фазы масс и в большей степени проявляются в хорошо измельченных шоколадных массах. Предельным размером частиц в суспензиях, при котором еще проявляются тиксотропные свойства, является 5µ. Частицы больших размеров оседают, образуя компактную массу, если прочность образованной структурной сетки меньше действующей силы тяжести частиц.
Упрочение структуры в шоколадной массе наблюдается, если она находится в покое после механического воздействия. Гиксотропное упрочение сопровождается ростом вязкости во нремени и увеличением прочности. В условиях производства приходится сталкиваться с тиксотропным упрочнением шоколадных масс: после нескольких часов выстаивания шоколадной массы в неработающей шоколадоотделочной машине в условиях постоянной температуры наблюдается возрастание вязкости и прочности; благодаря тиксотропному упрочению структуры не происходит оседания твердой фазы при выстаивании.
Изменение вязкости и прочности структуры шоколадных масс наблюдается непрерывно в процессе их обработки и связано с изменением в большинстве случаев дисперсности, влажности, или вызвано введением масла-какао и разжижителей.
В табл. 21 приведены значения прочности и дисперсности тертого какао и шоколадной массы для шоколадной глазури.
Таблица 21

Показатели Рецептурная смесь После первого вальцевания После второго вальцевания После разводки
Прочность в дн/см2 1800 14 400 31 100 310
Содержание частиц размером <15µ в % 33,5 39 46

Одновременно с повышением дисперсности возрастает и вязкость. При условии хорошего измельчения массы во время второго вальцевания третье вальцевание не сказывается заметно на дисперсности, а следовательно, заметно не изменяет ни вязкость, ни прочность.
В шоколадоотделочных машинах происходит дальнейшее изменение вязкости и прочности обрабатываемых шоколадных масс, что подтверждается данными табл. 22, полученными для шоколадной массы сорта «Прима».
Таблица 22

Показатели После разводки После одних суток отделки После двух суток отделки После трех суток отделки
Прочность в дн/см’2 451 260 237 316
Вязкость в пуазах в г см-1 сек-1   При t =40° 76 50 46,5 53
Влажность в % 1,19 0,96 0,91
Содержание частиц размером < 15µ. в % . 54 60 60 60

* Приведены наименьшие значения вязкости, соответствующие полному разрушению структуры (градиент скорости равен 23 сек-1)
Приведенные данные показывают, что вязкость и прочность шоколадных масс падает в основном на протяжении первых суток отделки, мало снижается за следующие сутки, а в течение третьих суток несколько возрастает.
И начальном периоде работы шоколадоотделочной машины снижение вязкости и прочности происходит в результате энергичного размешивания, которое сопровождается сильными ударами частиц между собой, а также сильными ударами шоколадной массы о стенки сосуда. Все это влечет за собой разрушение образовавшейся при приготовлении шоколадной массы структуры, разрушение агрегатов, возникших во время обработки массы на валковых машинах и состоящих из частичек масла- какао, облекаемых первичными частицами твердой фазы. Разрушение структуры сопровождается освобождением содержащегося в них масла-какао и более правильным райномерным его распределением по всей шоколадной массе.
Этому явлению содействует поддерживаемая обычно в отделачной машине достаточно высокая температура (55—60°) и отмечаемое наблюдениями удаление влаги. Испытаниями, установлено, что содержание влаги в процессе отделки шоколадных масс снижается с 1,02 до 0,6%.
Из других изменений, происходящих в шоколадных массах при их обработке в шоколадоотделочных машинах, следует обратить внимание на процессы измельчения твердой фазы. Было проведено большое количество дисперсионных анализов образцов шоколадной массы, отобранных в момент окончания отделки.
Одна часть анализов была проведена методом микроскопирования (табл.23), другая часть — седиментацией навески шоколада в керосине, по Фигуровскому (табл. 24).
Таблица 23

Размер частиц в µ Объемное содержание фракций в % от объема твердой фазы
шоколад I шоколад II шоколад III
Менее 4 . 2,1 2,1 3,1
От 4 до 8 , 30,5 40,6 50,5
8 до 16 37,2 46 43,6
16 до  20 12,4 5,3 2,3
20 до 25. 4,3 3,1
25 до 35 . 8,4 1,4 0,5
35 до 40 . 0,8 0,6
Более 40 . 4,3 0,8
  100 99,9 100

Во всех случаях твердая фаза в шоколадных массах после их обработки в шоколадоотделочных машинах состоит преимущественно из зерен, поперечник которых не превышает 16µ. Так, если подсчитать по табл. 24 содержание фракции с частицами менее 16µ, то для испытанных образцов мы получим следующие величины.
Таблица 24

Размер частиц в µ. Весовое содержание фракций в % от веса твердой фазы
шоколад А шоколад Б шоколад В
Менее 6 35 44 39
От 6 до 10 28 21 32
От 10 до 16 10 11 11
От 16 до 20 6 4 7
От 20 до 30 10 8 8
От 30 до 60 6 9 2
Более 60 6 4 2
  100 100 100


В образцах шоколада II и III, особенно з последнем, твердая фаза почти целиком состоит из зерен, размеры которых менее 16µ. Вкус такого шоколада будет особенно тонким.
Напомним, что вырабатываемая кондитерскими фабриками помада, представляющая собой систему, состоящую из насыщенного раствора сахарозы в смеси с другими сахарами и мелких кристалликов сахарозы, обладает характерным нежным вкусом лишь при условии, когда размеры содержащихся в ней кристалликов не превышают 10—16µ. В тех случаях, когда эти размеры достигают 20µ и выше, помада приобретает жесткий, грубый вкус.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.