Ингредиенты. Основными ингредиентами в производстве шоколада являются какао-крупка, какао тертое, сахар, другие подслащивающие вещества, какао-масло, сливочное масло (топленое), сухое молоко, молочная крошка и эмульгаторы. Некоторые из перечисленных ингредиентов подробно описаны в разных частях этой книги, но их основные свойства представлены ниже.
Какао-крупка, какао тертое
Описание этих ингредиентов приводится в главе 2. Обычной технологией обработки молочного и некоторых видов темного шоколада является низкотемпературная обжарка.
Какао-бобы, используемые в качестве сырья для производства темного и молочного шоколада, в большинстве случаев являются «массовыми», или «обычными», сортами вида Forastero (см. главу 1). В производстве темного шоколада высшего сорта обычно используют какао-бобы вида Trinitario (иногда Сriollo), причем рецептуры и технологические процессы, применяемые разными фирмами, различны.
«Мелкомолотая», или «ароматическая», какао-крупка различается по свойствам, и многие переработчики закупают какао-бобы по отметке, обозначающей довольно ограниченный район их произрастания.
Следует упомянуть об импортируемом какао тертом, то есть выработанном в местах культивирования какао-бобов. К сожалению, его качество зачастую довольно низкое, состояние загрязненное, а переработчик не осуществляет реального контроля качества бобов, используемых для выработки какао тертого. Качество самих какао- бобов довольно легко проверить и при необходимости можно отказаться от поставки.
Методы удаления нежелательных посторонних запахов и привкусов из какао тертого описаны во многих работах и применяются вполне успешно, хотя некоторые посторонние привкусы трудноустранимы.
Сахар и подсластители
В производстве шоколада следует использовать высококачественный сахар. Он должен быть сухим и не содержать инвертных сахаров. Цвет сахара здесь менее важен, чем, например, при производстве помадки. На рынке имеются определенные сорта желтоватого сахара, которые вполне подходят для производства шоколада.
Промытый сырой сахар иногда включают в состав диетического шоколада, однако он обычно содержит определенную долю инвертных сахаров и влаги, что вызывает проблемы на стадии измельчения (об этом см. ниже). Если кристаллы полностью рафинированного сахара легко поддаются разлому, то влага и инвертные сахара приводят к образованию «слоев», которые губительно отражаются на консистенции шоколада и создают трудности при коншировании и глазировании.
В качестве частичных заменителей сахара применяют декстрозу и безводный кукурузный сироп (глюкозный сироп). Для этой цели подходит безводная декстроза (но не гидрат декстрозы). Безводный кукурузный сироп гигроскопичен и может вызвать трудности из-за поглощения влаги в процессе рафинирования.
Оба этих вещества уменьшают сладкий вкус и выгодны с экономической точки зрения. Вещества, не содержащие сахара (сорбит, маннит и ксилит), применяют в качестве подсластителей в составе диетического шоколада (см. ниже).
Какао-масло
Свойства какао-масла описаны в главе 3. Его физические свойства имеют большое значение, причем для производства молочного шоколада следует использовать какао-масло со вкусо-ароматическими характеристиками средней интенсивности. На стадии формования и образования текстуры важны также характеристики сыпучести и сжатия. Некоторые масла, в том числе рафинированные, могут иметь плохую текстуру.
Молочные продукты
При изготовлении шоколада основными компонентами являются сухое цельное молоко (СЦМ) и сухое обезжиренное молоко (СОМ). В некоторых странах разрешено использование молочной сыворотки (обычно деминерализованной). Молочная крошка будет описана ниже. Молочный жир (или топленое масло) получают из несоленого сливочного масла путем дегидратации или удаления сгустка и используют вместе с СОМ для снижения стоимости молочного шоколада.
Молочный жир эффективен против образования налета на темном шоколаде, причем в некоторых случаях его используют для замены части какао-масла в составе молочного или темного шоколада (из-за более низкой стоимости).
Эмульгаторы
Наиболее распространенным эмульгатором является лецитин, способствующий снижению вязкости и увеличению сроков хранения какао-масла. Некоторые другие эмульгаторы были рассмотрены в главе 4.
Прочие жиры
В настоящее время нормативные акты некоторых стран допускают добавление в состав шоколада небольших количеств (5%) других жиров. Такие жиры называют «эквивалентными», и они должны обладать такими же физико-химическими свойствами, что и какао-масло (за исключением аромата).
Вкусо-ароматические свойства
Вкус и аромат шоколада, особенно темного, зависит от используемой смеси какао-бобов. В производстве молочного шоколада большое значение имеет молочная карамелизация. Вкусо-ароматические характеристики шоколада формируют также с помощью ванилина, корицы, масла кассии, эфирных масел миндаля, лимона и апельсина, различных бальзамов и смол, а также синтетических ароматизаторов.
Разработкой вкусо-ароматических свойств должны заниматься специалисты по производству шоколадных и кондитерских изделий, однако необходимо еще раз отметить, что никакое мастерство не может устранить плохой вкус, возникший вследствие некачественной обработки или неудовлетворительного качества какао-бобов. В ряде стран существуют положения о запрете применения «добавок, имитирующих вкус шоколада, молока или сливочного масла».
Переработка
Под «переработкой» понимают процесс повторной обработки шоколадных плиток и кондитерских изделий. Шоколадную продукцию неправильной формы (брак) перерабатывают в пасту, сироп, крошку и используют как ингредиент для производства новых партий шоколада. Подобная практика вызывает протест со стороны экспертов ЕС и Codex, поскольку она открывает возможности применения в составе наполнителей или начинок вместо шоколадных ингредиентов их суррогатов. Методы переработки шоколадных изделий будут описаны ниже.
Производство шоколада
Производство шоколада (темного или молочного) включает ряд основных технологических операций: приготовление ингредиентов, их перемешивание, измельчение смеси, разведение измельченной смеси с введением разжижителей, конширо- вание (или иную технологию), а также регулирование вязкости и вкусо-ароматических свойств.
Приготовление ингредиентов
Два основных ингредиента (какао-крупка и сахар) перед перемешиванием или одновременно с ним должны быть измельчены в машине, совмещающей процессы размалывания и перемешивания. Способы выработки какао-тертого из какао-крупки мы описывали в предыдущих главах.
Процесс превращения сахара из зернистого состояния в тонкомолотый порошок считается небезопасным из-за его взрывоопасности, причем оборудование работает, как правило, чрезвычайно шумно. Поэтому в настоящее время специалисты разрабатывают оборудование, в котором не используется принцип размола сахара. Какао-масло и другие жиры разжижают, избегая их перегрева и длительного хранения в жидком виде (особенно молочного жира).
Сухое молоко не следует хранить в открытых емкостях. Его следует использовать по возможности сразу же после доставки. Содержание влаги не должно превышать 3%, так как содержание выше 4% приводит к порче продукта. Иногда сухое молоко и какао-порошок перед перемешиванием дополнительно просушивают, но это относится скорее к производству смешанной глазури.
Перемешивание
Большинство установок по выработке шоколада должны автоматически диспергировать (распределять) ингредиенты в нужной пропорции согласно рецептуре при помощи компьютера.
Иногда ингредиенты дозируются и перемешиваются в непрерывном режиме, а иногда они поступают в порционные миксеры. О преимуществах и недостатках методов непрерывного и порционного перемешивания ингредиентов до сих пор ведутся оживленные дискуссии и споры.
Несомненно, что у непрерывной обработки, которая все чаще применяется во многих областях пищевой промышленности, имеются определенные преимущества, однако данный метод требует постоянного точного дозирования ингредиентов на протяжении длительного времени. Мелкие ошибки в дозировании основных ингредиентов (сахара, какао тертого или сухого молока) вряд ли существенно повлияют на качество конечного продукта, однако неправильное дозирование эмульгаторов, ароматизаторов и жиров может иметь довольно серьезные последствия. Количество лецитина, зачастую добавляемое на стадии предварительного перемешивания, как известно, может варьировать, что приводит к изменению вязкости массы, поступающей в измельчители. Этот фактор вызывает проблемы, связанные с выходом продукта и размером частиц. Порционное перемешивание считают более надежным, а объем партии, обработанной за один цикл, может составлять от 700 до 3000 кг. Ошибки в подаче сырья в миксер (мешалку) в этом случае оказывают меньший эффект на качество всей партии, которое остается неизменным. В любом процессе порционного перемешивания для обеспечения постоянной консистенции важно установить точную продолжительность перемешивания (обычно 12- 15 мин).
Можно ли сделать систему порционного перемешивания непрерывной? Работа миксеров может быть разделена так, что пока из одного из них продукция выгружается, другой перемешивает очередную партию. Возможно также использование между миксерами и измельчителями системы промежуточного хранения.
В одной из систем для каждого измельчителя используют автоматический загрузочный бункер. Комбинированные бункеры могут принимать всю партию, поступающую от миксера. Каждый бункер оснащен разгрузочным механизмом, который непрерывно подпитывает подающий валок.
Метод непрерывного перемешивания применяют многие производители шоколада. Месильная машина Bus-Ko сочетает вибрационные и перемешивающие движения с выбросом обработанной массы на стальную ленту конвейера, поступающую к воронке измельчителя. Другие виды смесительного оборудовани производят фирмы Werner Pf leiderer и Baker Perkins. Примером совмещения обоих методов может служить мешалка Baueimeister Beetz.
Схема системы автоматической подачи и порционного перемешивания представлена на рис. 5.1 и 5.2. Другие смесительные системы будут рассмотрены ниже при описании альтернативных методов приготовления шоколада.
Перед измельчением в процессе перемешивания обычно получается слегка грубая по текстуре пластичная шоколадная масса. Если она будет слишком жидкой, то будет неправильно поступать на валки, а если она будет слишком густой, то ее прохождение между валками будет затрудненным или неравномерным. При любой рецептуре консистенцию этой массы сначала подбирают опытным путем, а затем уже устанавливают стандартный режим перемешивания.
Измельчение
Измельчение шоколадной массы является важной технологической операцией и применяется в целях формирования однородной текстуры, которая необходима в производстве современных шоколадных изделий.
Влияние различных факторов на однородность текстуры шоколада является спорным, однако очевидно, что если проводить максимальное измельчение, в результате которого получается шоколад с размером частиц не более 25 мкм, то его текстура становится вязкой (особенно у молочного шоколада).
Результаты исследований о влиянии распределения размеров частиц свидетельствуют о том, что наилучшая текстура молочного шоколада формируется в присутствии небольшого количества частиц размером до 65 мкм, тогда как для производства качественного темного шоколада нужен максимальный размер частиц 35 мкм. Эти цифры во многом случайны и зависят от типа изделий и ароматизаторов (например: у популярных сливочных плиток, которые успешно продаются на рынке уже много лет, размер шоколадных частиц составляет около 75 мкм).
Другой фактор, который касается размера частиц, связан с агрегированием частиц сахара, какао-порошка или молочной крошки — в зависимости от степени их агрегирования они по-разному ощущаются во рту. Крупные кристаллы сахара ощущаются как отдельные зерна, частицы какао-порошка дают устойчивое ощущение
шероховатости, а молочная крошка быстро размягчается и рассеивается во рту — это эффект, который, как считают, устраняет ощущение вязкости.
Когда вопрос о степени измельчения конкретного вида шоколада решен, возникает проблема поддержания необходимой консистенции. Промышленные и лабораторные методы ее поддержания мы рассмотрим ниже.
Распределение шоколадных частиц по их размерам важно еще и потому, что поскольку «ощущение во рту» связано с более крупными частицами, то присутствие большого количества очень мелких частиц потребует дополнительного расхода дорогостоящего какао-масла.
Современные валковые мельницы — это точно регулируемые установки, состоящие из пяти закрепленных вертикально валков с подачей снизу. Эти литые валки изготавливают из специальной стали, и у них очень твердая поверхность и слегка выпуклая форма, способствующая поддержанию на всей поверхности валка слоя шоколадной массы одинаковой толщины.
Скорость вращения валков возрастает от нижних к верхним, что называют дифференциалом. Таким образом, слой шоколадной массы поступает от одного валка к следующему, а степень прижима валка вызывает соответствующий сдвиг.
В современных мельницах давление между валками контролируется гидравлически, причем каждый валок оснащен внутренним водяным охлаждением (температура воды регулируется термостатом). Правильное охлаждение очень важно, так как в мельнице при трении выделяется большое количество тепла, а его неравномерное рассеивание приводит к отклонениям в работе валков, вызывая постепенный износ и возникновение шероховатостей на поверхности.
Мельницы старого образца без термостатического контроля температуры воды вызывали проблему установки правильных рабочих параметров. Верхние валки иногда перегревались, а их переохлаждение было трудно отследить, особенно при использовании обычного водопровода, что приводило к скапливанию конденсата на поверхности валков и негативно отражалось на качестве слоя шоколадной массы.
Рис. 5.1. Система автоматической подачи фирмы Бюлер (Buhler, г. Уцвиль, Швейцария)
Рис. 5.2. Система перемешивания и двойного рафинирования 1 — SMC-миксер для смешивания ингредиентов и получения исходной шоколадной массы; 2 — SFL-900 — пятивалковая мельница для предварительного измельчения шоколадной массы; 3 — SST-конвейер со стальной лентой для направления предварительно измельченного шоколада к мельнице; 4 — SFL-1800 — пятивалковая мельница для окончательного измельчения шоколадной массы; 5 — панель управления с программируемыми контроллерами для правильной подачи ингредиентов в миксер и автоматизации всей установки; 6 — загрузочные бункеры
Фирма Buhler, г. Уцвиль, Швейцария
Следует регулярно проверять охлаждение валков, и несмотря на возможные отклонения (из-за разных рецептур и размеров частиц в конечном продукте), стандартными являются следующие параметры: верхний валок — 26-35 °С; четвертый валок — 38-49 °С; третий валок — 29-40 °С; второй валок — 26-35 °С; подающий валок — 26-35 °С.
Также следует контролировать температуры поверхности валков, сравнивая их с температурой воды. Степень растирания можно оценивать путем взятия проб шоколадной массы с верхнего валка и измерения размера частиц.
Пробы следует брать с середины и краев вальца. Если параметры давления и охлаждения установлены правильно, цифры должны совпадать.
В регулярном уходе нуждается и скребок, удаляющий слой шоколадной массы с верхнего валка. Для полного удаления слоя он должен быть установлен под правильным углом и давлением. Если шоколадная масса минует этот скребок, то она смешается с шоколадной массой на нижнем валке. Схема современной мельницы представлена на рис. 5.3.
Машины вышеописанного типа по сравнению с прежними мельницами при надлежащей эксплуатации характеризуются в три раза большей производительностью. В зависимости от степени растирания их производительность составляет от 800 до 1000 кг/ч, причем производительность некоторых новых машин еще выше.
Основным назначением валковой мельницы является растирание подаваемой шоколадной массы, однако она выполняет также функцию диспергатора, растирающего агломераты частиц и обеспечивающего полное их смачивание ингредиентом, содержащим какао-масло (жир) в жидкой фазе.
В последнее время наметилась тенденция возвращения к методу двойного измельчения, при котором применяется гранулированный сахар и тем самым исключается применение взрывоопасных сахарных мельниц (см. рис. 5.2). Такая система применялась много лет назад, но на менее совершенном оборудовании.
Производство молочного шоколада
Вышеописанные технологии применимы для производства как темного, так и молочного шоколада, однако в последнем случае — лишь после включения сухих веществ молока.
Важной частью технологии производства молочного шоколада является выбор метода внесения молочного ингредиента. Молочный шоколад почти не содержит влаги (0,5-1,5%). В цельном молоке содержится около 12,5% сухих веществ (включая жир), и именно эти сухие вещества являются молочным ингредиентом молочного шоколада. Для удаления 87,5% воды из молока в целях извлечения сухих веществ существует несколько методов.
Сухое молоко. Жидкое молоко сгущают выпариванием при пониженном давлении, используя оборудование с максимальной теплоотдачей (например трехкорпусной выпарной аппарат). Концентрированное молоко высушивают до состояния порошка путем распылительной сушки или с помощью барабанных испарителей (методы и качество получаемого сухого молока мы рассмотрим ниже). Полученное сухое молоко применяют совместно с какао-крупкой или какао тертым, сахаром, какао-маслом, лецитином и ароматизаторами по технологиям, сходным с описанными выше.
Шоколадно-молочная крупка. Технология применения шоколадно-молочной крупки произвела своего рода революцию в производстве молочного шоколада, объемы продаж которого значительно превзошли объемы продаж темного шоколада. В странах, где более часто применяют сухое молоко, молочный шоколад пользуется меньшей популярностью (возможно из-за того, что в некоторых его сортах не хватает насыщенного, сливочного и частично карамелизованного вкуса, получаемого в процессе крошения). Следует отметить, что вкусовые привычки в разных странах различны, и даже в пределах одной страны повышенная сладость молочного шоколада может нравиться отнюдь не всем.
Из-за потребности в достаточном количестве свежего молока крупные предприятия по производству шоколада построили свои собственные молокоперерабатывающие заводы в сельскохозяйственных районах Англии и Уэльса, а затем и в Ирландии, где молоко есть в изобилии. Эти предприятия являются по существу крупными молокоперерабатывающими заводами с молокоприемными станциями, где соблюдают строгую гигиену и проводят регулярные микробиологические и прочие анализы состояния и состава молока, поступающего с ферм.
Рис. 5.3. Схема современной системы измельчения Фирма Buhler, г. Уцвиль, Швейцария. Существуют большое число рецептур и технологий изготовления молочной крупки, но все они основаны на одном и том же принципе [3,4, 6]. Технология получения шоколадно-молочной крупки связана с реакцией Майяра, происходящей при взаимодействии молочного белка и сахара и формирующей особый вкус. Эта реакция связана с взаимодействием трех основных факторов: продолжительности, температуры и воды. Формирование типичного вкуса/аромата невозможно без присутствия воды, и чем выше температура, тем быстрее происходит реакция.
Производство шоколадно-молочной крупки. Молоко с ферм поступает на молокоперерабатывающее предприятие в бидонах или автоцистернах и подвергается тщательным физико-химическими и микробиологическим анализам. Затем молоко фильтруют, охлаждают до 4,5 °С и перекачивают на временное хранение в большие герметизированные емкости из нержавеющей стали вместимостью до 15 ООО галлонов[*].
Концентрирование. После предварительного нагрева (75 °С) молоко концентрируют в аппарате непрерывного действия до достижения содержания сухих веществ 30-40%.
Сгущение. После проверки содержания сухих веществ добавляют сахар по рецептуре. На крупных установках его дозирование, как правило, осуществляется с использованием автоматических дозаторов и сахарно-молочная смесь поступает на сгущение, которое осуществляется в условиях разрежения при ускоренном кипячении при максимальной температуре 75 °С до тех пор, пока не будет достигнуто содержание сухих веществ 90%. На этой стадии сахар может проявлять признаки кристаллизации.
Перемешивание. Меланжер или иное смесительное оборудование заправляют какао тертым (согласно рецептуре) и постепенно добавляют сгущенную сахарномолочную смесь. В результате соединения какао тертого и кристаллизующегося сгущенного молока образуется густая масса, кристаллизация которой продолжается в ходе перемешивания, продолжающегося 20-30 мин.
Сушка. Масса из месильных машин поступает на поддоны, которые помещают на сушку в вакуумные печи. Температура сушки составляет 75-105 °С в зависимости от того, используется ли горячая вода или пар. Продолжительность сушки составляет 4-8 ч. Массу также можно сушить в вакуумной печи с бесконечным ленточным транспортером. Вкусо-ароматические свойства шоколадно-молочной крупки зависят от времени и температурных условий, которые для достижения наилучшего качества следует тщательно контролировать.
После сушки содержание влаги в шоколадно-молочной крупке составляет менее 1%. Высушенную шоколадно-молочную крупку размалывают с помощью зубчатых валков, и в этом состоянии ее можно хранить в мешках или бочках.
Мы описали традиционный метод производства шоколадно-молочной крупки с использованием вакуумной печи, однако существуют различные технологии ее производства, где все операции осуществляются автоматически и непрерывно.
С технической точки зрения наиболее сложная часть такого процесса — это непрерывная вакуумная сушка и, в связи с этим, развитие вкусо-ароматических свойств при порционной технологии. Формирование надлежащего вкуса/аромата при переходе от порционной к непрерывной обработке является проблемой, с которой сталкиваются все пищевики. К сожалению, в погоне за автоматизацией и в целях снижения затрат ее часто игнорируют.
Со времени первого издания этой книги появились новые непрерывные методы производства шоколадно-молочной крупки. Процесс, разработанный для автоматизации традиционной технологии вакуумной сушки, описан в [6].
После концентрирования молока с использованием многокорпусных выпарных аппаратов сахар и сгущенное молоко дозируют в концентратор непрерывного действия. В подслащенное сгущенное молоко добавляют дозированное количество какао тертого и направляют в месильную машину непрерывного действия, где происходит кристаллизация сахара. После нее шоколадная масса попадает в барабанную сушилку со встроенной вакуумной камерой. Окончательные карамелизация и сушка проводятся в сушильной башне.
Технология, предложенная в [5] совместно с чикагской фирмой Groen Company, позволяет производить шоколадно-молочную крупку без применения разрежения. Подслащенное сгущенное молоко, полученное по одной из признанных технологий, или аналогичное, восстановленное из сухого молока, смешивают с какао тертым, добавляя при необходимости сахар и воду. Полученную массу пропускают через специальный теплообменник, где содержание сухих веществ возрастает с 70 до 95-96%. Одновременно происходят процессы карамелизации и формирования вкусо-ароматических свойств. После сгущения концентрированную массу загружают в кристаллизатор, в котором аморфная масса быстро преобразуется в крупку с мелкими кристаллами сахара. По сравнению с вакуумными технологиями у такого оборудования есть несколько преимуществ:
- продолжительность пребывания продукта в выпарном аппарате составляет 2-5 мин в зависимости от необходимой степени карамелизации;
- установка занимает намного меньше места;
- снижаются капитальные и эксплуатационные затраты;
- возможен тщательный контроль технологических условий;
- облегчается контроль санитарно-гигиенического состояния установки.
На рис. 5.4 приведена схема опытного образца установки, используемой в экспериментальной работе. Эта технология применима для производства шоколадномолочной крупки по разным рецептурам, в том числе и белой молочной крупки (без какао тертого).
Храпение шоколадно-молочной крупки. Шоколадно-молочная крупка имеется на рынке и в виде грубого порошка. Для транспортировки и хранения в условиях нерегулируемой газовой среды следует использовать мешки с полиэтиленовыми прокладками. При хранении в силосах или бочках крупку следует хранить в комковой форме при низком содержании пыли. В настоящее время используются силосы и башни вместимостью 400-500 т, причем в высоких сооружениях порошок уплотняется под действием силы тяжести. В емкостях хранения в крупке долго сохраняется низкое содержание влаги, которое остается на удовлетворительном уровне в течение 6-9 мес.
Мешки с полиэтиленовыми прокладками позволяют хранить шоколадно-молочную крупку в условиях нерегулируемой газовой среды до 6 мес., но без прокладок она легко впитывает влагу. При содержании влаги в шоколадно-молочной крупке 2,5-3,0% ее вкусо-ароматические свойства быстро ухудшаются.
При соблюдении указанных условий шоколадно-молочная крупка хранится лучше, чем СЦМ, благодаря чему производители в периоды большого поступления молока могут накапливать ее запасы.
Состав и микробиологические параметры. Типичный состав шоколадно-молочной крупки, производимой в Великобритании и Ирландии, приведен ниже:
| Какао тертое | 13,5% |
| Сахар | 53,5% |
| Сухие вещества молока | 32,0% |
| Содержание воды | 1,0% |
При анализе этой молочной крупки получены следующие величины:
| Общее содержание жира | 16,5% (молочный жир 9,2%, |
| какао-масло — 7,3%) | |
| Обезжиренный какао-порошок | 6,2% |
| Сахар | 53,5% |
| Сухие вещества молока минус молочный жир | 22,8% |
| Содержание воды | 1,0% |
Можно привести состав и других видов шоколадно-молочной крупки.
Шоколадно-молочная крупка с пониженным содержанием сухих веществ молока:
| Какао тертое | 13,5% |
| Сахар | 63,0% |
| Сухие вещества молока | 18,0% |
| Добавленное какао-масло | 4,5% |
| Содержание воды | 1,0% |
Шоколадно-молочная крупка с повышенным содержанием какао тертого:
| Какао тертое | 18,0% |
| Сахар | 55,0% |
| Сухие вещества молока | 26,0% |
| Содержание воды | 1,0% |
Белая молочная крупка — это продукт, получаемый из молока и сахара без какао тертого. Ее применяют для изготовления белого шоколада или в качестве ингредиента молочного шоколада, когда производитель может выбирать тип какао-бобов или какао тертого.
Благодаря тепловой обработке и низкому содержанию влаги шоколадно-молочная крупка по сравнению с другими молочными продуктами наиболее безопасна в микробиологическом отношении, причем наиболее высокие микробиологические показатели достигаются с использованием технологии фирмы Єгоеп, например: КОЕ (через 3 дня при температуре молочного 95%, до 5000/г, не более 20 000/г агара 30 °С)
| Е. сои | нет (в 1 г) |
| Дрожжи, плесень (через 3 дня при температу | менее 50/г |
| ре агара на основе солодового экстракта | |
| 25 °С, pH 5,4) | |
| Сальмонелла | нет в 100 г |
| Золотистый стафилококк | нет в 1 г |
Рис. 5.4. Опытная установка типа Groen для производства шоколадно-молочной крупки Конширование
Конширование можно считать последней технологической операцией в производстве шоколадной массы независимо от того, темный это шоколад или молочный. Оно очень важно для формирования окончательной текстуры и вкусо-ароматических свойств шоколада, в связи с чем стало предметом многих экспериментов (методом проб и ошибок) и научных исследований, особенно в последнее время.
Коншмашина. Название этой машины произошло предположительно от латинского слова, означающего «оболочка», и традиционная коншмашина действительно напоминает продолговатую оболочку в виде гранитной чаши, над которой на прочных стальных рычагах закреплены тяжелые валки, совершающие возвратнопоступательные движения. Форма краев этой чаши такова, что шоколадная масса, ударяясь о них под действием валков, переваливается через валки обратно.
Для обеспечения механической согласованности валки обычно монтируют так, что несколько коншмашин могут управляться одним приводом (рис. 5.5 и 5.6).
Рис. 5.5. Схема чаши коншмашины
Рис. 5.6. Оригинальная четырехчашевая коншмашина (Фирма Baker Perkins, г. Петерборо, Англия) Хотя с виду это устройство кажется очень неэффективным, оно позволяет формировать желаемые вкусо-ароматические качества шоколада без излишней резкости, характерной для неконшированного шоколада. В коншмашине прямоугольной формы шоколад постепенно переходит в жидкое состояние. Поскольку от измельчающих валков масса поступает рыхлой и комковатой, состояния текучести достигают путем добавления какао-масла или эмульгатора при длительном механическом перемешивании. Прежде процесс конширования занимал много времени, был очень трудоемким и требовал больших энергетических затрат, а процесс загрузки и выгрузки массы был очень затруднен. Тем не менее производители шоколада (в том числе и крупные) успешно используют эти машины уже на протяжении многих лет, но с ростом стоимости сырья и рабочей силы возникает необходимость их усовершенствования.
Первые исследования выявили достоинства того, что в настоящее время называют «сухим коншированием». Когда масса из мельницы перемешивается механически без добавления какао-масла, влага и летучие вещества удаляются быстрее, способствуя повышению текучести. Вскоре выяснилось, что для работы по новой технологии у традиционной коншмашины не хватает мощности, но сам принцип был принят несмотря на согнутые рычаги, сожженные двигатели и изношенные подшипники.
Для повышения производительности коншмашины оснастили механизмами, преобразующими измельченную слоистую шоколадную массу в более текучую пасту еще перед подачей в коншмашину. Для этого использовали мешалки, аналогичные описанным выше в разделе «Перемешивание».
Валковые коншмашины имеют сходную конструкцию, но сильно различаются по габаритам. На одном из крупных заводов были установлены целые секции небольших одновалковых машин с вместимостью чаш около 130 кг, рычаги с валками в которых быстро-быстро перемещались. На другом же заводе стояла двухвалковая коншмашина, которая работала медленнее, но с производительностью 10т! Еще на одном заводе использовали многовалковую коншмашину около 26 м длиной с непрерывной подачей массы.
Коншмашины барабанного типа. При поиске альтернативы коншмашинам прямоугольного типа стало очевидно, что для обработки поступающей из мельницы комкообразной шоколадной массы не хватает мощности.
Сначала появились барабанные коншмашины. В них поступающая из мельницы шоколадная масса сначала резко переворачивается, а под воздействием широких месильных лопастей она разбивается на мелкие комки. Это повторяется несколько раз, позволяя улетучиться влаге и другим летучим веществам. На этой стадии процесса (при «сухом коншировании») масса постепенно размягчается и иногда переходит в текучее состояние. Иногда применяют воздушный обдув или принудительную вентиляцию внутренних частей коншмашины, причем воздух должен проходить поверх шоколадной массы и ни в коем случае — сквозь нее.
По окончании сухого конширования текучесть массы повышают путем добавления какао-масла, и в дальнейшем осуществляется конширование уже более жидкой массы. Скорость перемешивания увеличивается — например в одной из машин (рис. 5.7) шоколадную массу распыляют по внутренней стороне емкости, а в другой
Рис. 5.7. Коншмашина Petzholdt Superkonche, тип PVS- Конструкция месильного органа обеспечивает интенсивное перемешивание, а также выскабливание внутренних стенок.
- Первой стадией процесса является сухое конширование, необходимое для удаления влаги и других летучих веществ и одновременного постепенного сжижения массы.
- На второй стадии процесс конширования завершается на высокой скорости с распылением шоколадной массы от центра наверху на боковые стенки. Возможен обдув поверхности шоколадной массы воздухом.
- Панель управления, оснащенная регистратором температуры, позволяет регулировать температуру рубашки и содержимого.
Фирма Petzholdt, г. Франкфурт-на-Майне, ФРГ.
(рис. 5.8) ее поднимают шнеком через гранитные конусообразные вальцы, после чего возвращают обратно.
Типичный пример коншмашины ударного действия приведен на рис. 5.9. Она состоит из большой емкости и трех мощных месильных органов, которые обеспечивают как разрезание, так и перемешивание.
Все коншмашины снабжены нагревающими/охлаждающими рубашками с термостатическим контролем и регистраторами времени и температуры.
Другие типы коншмашин и оборудования
В последние годы было предпринято много исследований и экспериментов по упрощению процесса изготовления шоколада, и наиболее существенный прогресс был достигнут в коншировании. Кроме того, были усовершенствованы валковые мельницы, что позволило увеличить выход и внедрить системы автоматического управления.
Перечисленные ниже оборудование и технологии были приняты на вооружение многими фирмами-производителями шоколада.
Коншмашина Tourrell. Эта машина непрерывного действия уже много лет применяется ведущими фирмами отрасли. Она была разработана для производства молочного шоколада из шоколадно-молочной крупки, а после некоторых доработок стало возможным ее использовать и для приготовления других видов шоколада.
Коншмашину Tourrell используют так же как установку для повышения текучести шоколадной массы или для сухого конширования измельченной шоколадной пасты, что сокращает продолжительность рабочих циклов вышеописанных коншмашин барабанного типа.
Состоит она из последовательности лотков с рубашками и специальными месильными органами. Масса из мельницы проходит через лотки, подвергаясь интенсивному разрезанию (сдвигу) и перемешиванию. С удалением влаги и летучих ве-
Рис. 5.8. Коншмашина барабанного типа Принцип действия:
Сухое конширование. Шоколадная масса из мельницы без добавления какао-масла поступает в емкость, расположенную вне коншмашины. Стенки емкости нагреваются, и месильные органы планетарного типа интенсивно перемешивают массу. На этой стадии можно добавить небольшое количество какао-масла. Перемешивание продолжается обычно около 4 ч.
Окончательное конширование. По окончании сухого конширования открываются три клапана в основании центральной емкости, пропуская шоколад внутрь бака. Шоколадная масса червяком выталкивается на гранитные валки с пазами, после прохождения которых она снова возвращается во внешнюю емкость, и цикл повторяется. В конце этой стадии добавляют лецитин, и после его полного смешивания с шоколадной массой путем добавления какао-масла регулируют вязкость до нужного значения.
Фирма Сапе and Montanari, г. Милан, Италия.
ществ вязкость постепенно уменьшается. В последние лотки добавляют какао-масло и лецитин. При наполненных лотках процесс осуществляется непрерывно. Конширование молочного шоколада на основе шоколадно-молочной крупки продолжается 4 ч. Производительность этой установки составляет до 3,68 т/ч (рис. 5.10).
Рис. 5.9. Коншмашина Frisse с двойным переворачиванием Фирма Richard Frisse, г. Герфорд, ФРГ. Мельница/коншмашина Macintyre. Аппарат представляет собой большой горизонтально расположенный барабан с оребренной под уклоном внутренней поверхностью из нержавеющей стали. Управление внутренним, также оребренным, ротором осуществляется снаружи. Зазор между ротором и оребренным барабаном на начальной стадии перемешивания ингредиентов довольно велик, но в ходе перемешивания для достижения полного измельчения он уменьшается. По рубашке осуществляется циркуляция воды, обеспечивающей нагревание или охлаждение, а циркуляция воздуха позволяет удалять летучие вещества и влагу.
Приготовление шоколада можно начинать с обработки какао-крупки или какао тертого и сахарного песка, добавляя впоследствии для придания нужной текучести какао-масло и лецитин. В молочный шоколад добавляют сухое молоко или шоколадно-молочную крупку, а также сахар и какао тертое.
Машины сходной конструкции производятся несколькими фирмами[†]. Продолжительность конширования составляет обычно от 12 до 24 ч в зависимости от необходимой степени измельчения.
Качество внутренних механических деталей должно отвечать самым высоким стандартам. При разбалансировке ротора может произойти загрязнение продукта частицами металла.
Внешний вид и разрез такой машины приведены соответственно на рис. 5.11 и 5.12. Такое оборудование все чаще применяют в производстве шоколада, смешанной глазури и ореховой пасты.
Технология Wiener. Шариковая мельница Wieneroto уже упоминалась в разделе, посвященном измельчению какао тертого. В последние годы эта мельница стала использоваться и в производстве темного и молочного шоколада, смешанной глазури, а также других продуктов, причем такая технология активно применяется производителями шоколада во всем мире.
Рис. 5.10. Коншмашина Тourrell Фирма Тourrell-Gardner, г. Корнуолл, Англия.
Рис. 5.11. Мельница/коншмашина Macintyre Фирма Brierley, Collier and Hartley, Ltd., г. Рочдэйл, Англия.
Рис. 5.12. Коншмашина Macintyre в разрезе Фирма Brierley, Collier and Hartley, Ltd., г. Рочдэйл, Англия. Типовая конструкция состоит из коншмашины-мешалки, шариковой мельницы, улучшителя вкуса и автоматической системы дозирования лецитина. Все эти блоки объединены трубопроводами, насосами и системой нагрева/охлаждения с контролем температуры. Установкой управляют с электронной панели управления.
Для производства шоколада шариковая мельница была специально усовершенствована для смешивания, измельчения и непрерывного конширования ингредиентов. Она наполнена стальными шариками общей массой около 1600 кг и диаметром около 1 см, с помощью которых можно измельчать продукты, частицы которых не превышают 1 мм.
Основные ингредиенты подают в коншировочно-смесительный чан и после достаточного их перемешивания направляют в мельницу Wieneroto. После прохождения через мельницу вся масса возвращается в чан, и цикл повторяется. Во время циркуляции массы осуществляются два других промежуточных процесса: добавление лецитина и улучшение вкусо-ароматических свойств.
Во время перемалывания размер частиц уменьшается и, соответственно, увеличивается площадь обрабатываемой поверхности. Это приводит к значительному повышению вязкости, что увеличивает давление в трубопроводах и, как следствие, к увеличению токовой нагрузки на привод мешалки мельницы. Для компенсации в массу автоматически дозируется лецитин, его количество регистрируется, и весь процесс повторяется. Ближе к его концу добавляется оставшийся лецитин (до 0,5%).
Принцип действия улучшителя вкуса основан на обдуве тонких слоев продукта в ходе его циркуляции горячим воздухом параллельно поверхности слоя. Это позволяет уменьшать содержание влаги, удалить нежелательные кислотные и другие летучие соединения, снизить вязкость и динамическое сопротивление сдвигу.
Схемы монтажа оборудования и мельница Wieneroto в разрезе приведены соответственно на рис. 5.13 и 5.14.
Новейшая система Wiener для изготовления шоколада производительностью 9 т/сут состоит из следующих компонентов:
- миксера предварительного перемешивания и коншмашины с двумя месильными органами, вращающимися в противоположных направлениях;
- двух насосов с регулируемой скоростью подачи массы;
- системы трубопроводов с двойными стенками с шариковыми фильтрами и клапанами;
- двух шариковых мельниц Wieneroto типа W-105-SCG;
- двух улучшителей вкуса с регулируемыми вентиляторами и контролем температуры;
- автоматической системы дозирования лецитина.
Меланжеры и бегунковые мельницы. Без упоминания этих машин данная глава о производстве шоколада была бы неполной. В свое время меланжеры служили для выполнения всего производственного цикла, совмещая в себе процессы перемешивания, измельчения и конширования.
Установка состоит из вращающегося поддона с обычно гранитной чашей, по которой вращаются гранитные валки. Смесь ингредиентов непрерывно направляется в зазор между чашей и валками. Толщину слоя шоколадной массы можно регулировать, опуская или поднимая валки, — в начале перемешивания они будут находиться выше, чем при хорошем измельчении более текучей массы.
Рис. 5.13. Схема монтажа установки Wiener- Смесительно-коншировочный чан
- Мельница Wieneroto
- Улучшитель вкуса
Фирма Wiener and Co., b.v. г. Амстердам, Нидерланды.
Рис. 5.14. Шариковая мельница Wieneroto в разрезеОснование машины подогревают с помощью змеевика, по которому циркулируют пар или горячая вода (раньше использовали газовые горелки).
В прошлом загрузку и выгрузку продукта осуществляли вручную. В настоящее время применяют весовые дозаторы непрерывного действия, которые позволяют загружать каждый ингредиент согласно рецептуре; после перемешивания машина автоматически разгружается.
Производительность меланжера ограничена из-за его размеров, но установки с автоматической выгрузкой обычно больше по размеру.
Бегунковые мельницы работают по схожему принципу, но они оснащены одним валком. Небольшие мельницы такого типа используют в экспериментальных целях, и на них кроме шоколада можно получать различные кондитерские изделия (например ореховую пасту).
Более крупные меланжеры (рис. 5.15) зачастую используют для выпуска кондитерских изделий из отходов производства шоколада. Например, шоколадный крем иногда смешивают с измельченной сахарной пудрой или шоколадной массой под воздействием тепла, сушат и получают массу, которую включают в состав шоколада, смешанной глазури и прочих жиросодержащих рецептур.
Условия конширования и его результат. Процесс конширования в традиционных коншмашинах прямоугольной формы длился, по современным меркам, довольно долго — для производства темного шоколада он занимал иногда до 4 сут. С появлением более мощных машин и внедрением сухого конширования это время значительно сократилось. Продолжительность конширования молочного шоколада на основе шоколадно-молочной крупки занимает 10-16 ч при температуре 49-52 °С. Для шоколада на сухом молоке его продолжительность может составлять
Рис. 5.15. Меланжер (M.22/RC) Фирма Carle and Montanari, г. Милан, Италия. 16-24 ч при температуре до 60 °С. В случае замены СЦМ на СОМ и молочный жир температуру можно повысить до 70 °С. Подобные высокие температуры способствуют развитию карамельного вкуса, который, однако, отличается от вкуса, который придает шоколадно-молочная крупка. Темный шоколад обычно коншируют при более высоких температурах (обычно 70 °С, иногда до 82 °С).
Иногда в процессе конширования молочного шоколада происходит образование гранул, которые очень трудно диспергировать, если не подвергнуть шоколад специальному измельчению. Чаще всего эффект грануляции наблюдают в шоколаде из СЦМ при высоких температурах конширования. Технологии конширования со специальным измельчением известны как технология Montanan, Loveras и Wiener.
Условия конширования можно изменить с помощью предварительной выработки из какао тертого тонких пленок (см. главу 2). Темный шоколад в виде тонкой пленки может обрабатываться в барабане или лотке при температуре около 100°С.
При технологии LSCP (Kieineit-Lindt и Sprungli) обычно процесс конширования не применяется.
Разрозненные сведения о результатах конширования сведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1. Результаты конширования
Таблица 5.1. Результаты конширования
| Результат | Оценка |
| Удаление влаги из рафинированной массы | Да, особенно при сухом коншировании |
| Удаление летучих соединений, негативно влияющих на вкусо-ароматические свойства | Да, особенно при сухом коншировании |
| Снижение вязкости массы при измельчении, рафинировании и в ходе всего процесса | Да |
| Уменьшение размера частиц, сглаживание их кромок | Пренебрежимо мало |
| Полное диспергирование сухих веществв жидком какао-масле и жире ( сухих веществ какао, сахара, молока — в какао- масле и молочном жире) | Да. Жир покрывает поверхность частиц, чему в большой степени способствует лецитин |
| Диспергирование агломератов ингредиентов, образовавшихся после предыдущих технологических операций или в ходе конширования де конширования | В некоторых коншмашинах диспергирование недостаточно; иногда необходимо частичное измельчение (коншмашина Carle, технология Wiener) |
| Формирование вкусо-ароматических свойств благодаря длительному перемешиванию при высоких температурах (смягчение вкуса/аромата) | Да, но длительное перемешивание необязательно |
| Формирование вкусо-ароматических свойств в коншмашине прямоугольной формы благодаря теплоте, возникающей вследствие трения валка о дно чана | Не доказано, маловероятно |
Некоторые из этих результатов приводятся в [2].
Белый шоколад. Этот продукт пережил несколько пиков популярности и отличается своеобразным вкусом; кроме того, у него небольшие сроки хранения.
Белый шоколад — это молочный шоколад, не содержащий твердых какао- частиц и приготавливаемый так же, как и молочный, с использованием какао-масла вместо какао тертого и с добавлением сахара и сухого молока. Одним из ингредиентов может также быть белая молочная крупка, которую получают по вышеописанной технологии, но с использованием какао-масла вместо какао тертого.
В белом шоколаде мягкий вкус/аромат какао-масла ценится еще больше, чем в молочном шоколаде. Для его достижения лучше всего подходит дезодорированное какао-масло или масло, выжатое из слегка обжаренных какао-бобов. При последнем варианте шоколад лучше хранится (это же относится и к белому шоколаду, изготовленному на основе молочной крупки). Белый шоколад на основе молочной крупки в результате карамелизации может приобрести желтоватый оттенок, однако его вкус считается более приятным.
Отличительными чертами белого шоколада (это же относится и к покрытиям без добавления какао-продуктов ) являются его подверженность окислению на свету и способность впитывать посторонние ароматы.
В обычных шоколаде и глазури благодаря содержанию какао-продуктов проявляются некоторые защитные свойства. Для обеспечения более длительного срока хранения белый шоколад плотно оборачивают в фольгу. По мнению некоторых специалистов, белый шоколад не следует называть шоколадом, поскольку в нем нет сухих веществ какао-бобов. Во избежание юридических споров такому продукту обычно дают коммерческое фирменное название.
Вязкость шоколада
Вязкость и способы ее определения мы подробно рассматривали в главе 4, посвященной эмульгаторам. Тем не менее здесь представляется уместным еще раз затронуть некоторые моменты, касающиеся именно производства шоколада.
С развитием технологий автоматизированного формования шоколада и приготовления глазури становится еще более важным строгий контроль текучести (вязкости). Кроме того, появилась необходимость экономии такого дорогого ингредиента, как какао-масло, с помощью эмульгаторов или механических способов повышения вязкости шоколада с низким содержанием какао-масла. Текучесть или вязкость, шоколада не может быть выражена одним-единственным параметром, так как благодаря присутствию многих сухих веществ (сахара, какао-бобов) шоколад обладает свойствами не ньютоновской жидкости, и его действительная вязкость зависит от скорости перемешивания или коэффициента сдвига.
Содержание сухих веществ можно в дальнейшем изменить путем добавления частиц какао-масла, которое неизбежно присутствует в измельченном шоколаде, и поскольку этот фактор меняется в зависимости от метода и степени измельчения шоколада, истинное значение вязкости в ходе технологического процесса получить довольно трудно. На практике обычно бывает достаточно для получения определенной вязкости шоколада четкой нормализации процедуры измельчения шоколадной массы в конкретном оборудовании. Технологии сухого конширования и новые коншмашины смогли увеличить текучесть (снизить вязкость) шоколадной массы. Отчасти это произошло благодаря общему уменьшению содержания влаги до 1-1,5% (зачастую до 0,5%). Снижению вязкости также способствует более интенсивная механическая обработка материала в коншмашинах.
Рассматривая вопрос вязкости шоколада, следует учитывать, что присутствие свободной влаги в ничтожных количествах значительно повышает его вязкость, и поэтому прямое определение содержания влаги не всегда эффективно. Полезнее бывает провести осмотр оборудования на предмет обнаружения конденсата или утечек, а также выполнить анализ используемых ингредиентов. Сахар или какао тертое могут содержать комки более влажного материала, но при поставках ингредиентов в нерасфасованном виде это менее вероятно. Иногда такой эффект возникает во время тарного хранения вследствие некачественных или поврежденных швов упаковки. Переработка такого сырья может вызвать проблемы — особенно при наличии инвертированных сахаров; в редких случаях в условиях повышенной влажности влага может впитываться в слой шоколадной массы на измельчающих валках.
Следует также упомянуть о методике добавления в шоколад лецитина. Лецитин (как и некоторые другие эмульгаторы) является поверхностно-активным веществом и в ходе технологического процесса должен удерживаться на поверхности шоколадных частиц. Его следует добавлять в самом конце технологического процесса (например при завершении конширования), предусмотрев достаточно времени для диспергирования.
Тем не менее были получены данные, что при использовании некоторых рецептур эффективно добавление четверти или трети общей массы лецитина на стадии перемешивания непосредственно перед измельчением. В этом случае содержание влаги в смеси может быть выше, чем в конечном продукте, и необходимая вязкость шоколадной массы для подачи ее на вальцы может быть получена при более низком содержании какао-масла. Такая технология дает существенную экономию.
Литература
- Czyzewski, Т. S., Minifie, В. W. Patent Application SN. 660 846 / Groen Division (Dover Corp.), Chicago.
- Dimick, P. S., HoskinJ. M. Chemico-physical aspects of chocolate processing: Review // Can. Inst. Fd. Sci. Technol.J., Canada. — 1981.
- Headon, T.A. Proceedings, Pennsylvania Manufacturing Confectioners Assocn., 1964.
- KochJ. Mfg. Confect. – 1961. – № 41(12). – P. 23.
- Minifie, B. W. Conf. Manf & Mkt. — London, 1977.
- Powell, B. D. Manf. Conf. – 1970. – № 48.
Производители оборудования для производства шоколада
- Banermeister, Hamburg-Altona, ФРГ Buhler, Uzwil, Швейцария Carle and Montanari, Milan, Италия Frisse, Herford, ФРГ
- Groen Division, Dover Corporation, Elk Grove, штат Иллинойс, США
- Lohmann GmbH, Aalen, Wuertt, ФРГ
- Lloveras S.A., Tarrasa, Испания
- Low and Duff Ltd., Carnoustie, Angus, Шотландия
- Petzholdt GmbH, Frankfurt, ФРГ
- TourelFGardner, St. Blazey, Корнуолл, Англия
- Wiener and Co., Amsterdam, Нидерланды
[*] 1 галлон США = 3,785 л, 1 британский (имперский) галлон = 4,546 л или 1,201 галлона США. — Примеч. пер.
[†]Btierley, Collier, HartleyуRochdale, Англия; LioverasSA, Tarrasa, Испания; LowandDuff, Carnoustie, Шотландия. — Примеч. авт.
Останні коментарі