إتقان المذاق اللذيذ... تحسين ريولوجيا الشوكولاتة

الشوكولاتة هي إحدى الوجبات الخفيفة المفضلة في العالم. في عام 2017، تصدرت سويسرا ترتيب أعلى معدل استهلاك للشوكولاتة للفرد الواحد. فقد تناول المواطنون ما يقرب من تسعة كيلوغرامات من هذه الحلوى اللذيذة في ذلك العام.

تكمن الجاذبية الفريدة للشوكولاتة في مذاقها ورائحتها وملمسها. تجتمع هذه السمات الثلاث في النكهة المعقدة للشوكولاتة. ونظراً لأن المكونات الطبيعية للشوكولاتة تختلف باختلاف ظروف الزراعة، فإن مصنعي الشوكولاتة يبذلون جهداً كبيراً لضمان أن تكون نكهة منتجاتهم من الشوكولاتة متناسقة مع نكهة الشوكولاتة المميزة. ويتطلب ضمان تكرار النكهة المميزة عبر الدفعات ربط التقنيات التحليلية بالاختبارات الحسية المكلفة. الاختبار الحسي لكل دفعة ليس عمليًا حقًا، مهما كانت هذه المهمة مرغوبة!

ما الذي يجعل الشوكولاتة مثالية؟

تعتبر عدة عوامل مهمة لزيادة جاذبية الشوكولاتة.

وتشمل هذه العوامل

• درجة حرارة الذوبان أقل بكثير من 37 درجة مئوية، بحيث تذوب في الفم
• اللمعان، بحيث تبدو جذابة
• ملمس ناعم، مما يعطي ملمسًا لطيفًا في الفم
• الطقطقة، بحيث يكون هناك "قضمات" أولية

تتحكم خواص تدفق مرحلة الدهون (زبدة الكاكاو التي قد تكون ممزوجة بدهون أخرى) في كيفية تغليف الشوكولاتة للفم وتؤثر على إدراك النكهة. كما أن خصائص التدفق أو الانسيابية للشوكولاتة لها تأثير كبير على عملية تصنيع الشوكولاتة. فتقليل حجم الجسيمات يزيد من اللزوجة، مما قد يتسبب في حدوث انسدادات أثناء تمرير الشوكولاتة السائلة عبر المصنع.

قد يكون المنتج النهائي عبارة عن قالب أو قرص من الشوكولاتة الصلبة، أو يمكن استخدام الشوكولاتة في عملية التحبيب لإحاطة مركز الحشو. وغالبًا ما يتم تحسين الشوكولاتة المستخدمة في عمليات التحبيب لتحقيق تغطية جيدة وقد يكون لها وصفة مختلفة عن الشوكولاتة المستخدمة في الأقراص.

الاختبار الريولوجي للشوكولاتة المثالية

القياس الريولوجي الأساسي الذي يتم إجراؤه على الشوكولاتة هو قياس اللزوجة. يتم قص كمية صغيرة من العينة بمعدل قص (سرعة) ثابت، ويتم قياس الإجهاد (القوة) المطلوب لتحقيق معدل القص هذا. ويمكن بعد ذلك حساب لزوجة القص بقسمة إجهاد القص على معدل القص.

تأثير درجة الحرارة على لزوجة الشوكولاتة

تُعد درجة لزوجة ودرجة حرارة الشوكولاتة ذات أهمية حاسمة عند تحسين عملية التركيب والتلطيف، وحتى بيئة الاستهلاك يجب أن تؤخذ في الاعتبار. من المثير للاهتمام، على سبيل المثال، أن درجة ذوبان الشوكولاتة المستخدمة في تغليف ألواح الآيس كريم (مثلجات الشوكولاتة وغيرها) يجب أن تنخفض بدرجة كبيرة. ويرجع ذلك إلى أنه عندما يتناول شخص ما لوح الآيس كريم، تنخفض درجة حرارة الشدق بشكل كبير ولا تذوب تركيبة الشوكولاتة القياسية في ظل هذه الظروف. والنتيجة النهائية لتغليف الآيس كريم بشوكولاتة قياسية هي أنها تعطي نكهة كاكاو طفيفة فقط؛ ولكن أيضًا ملمس الآيس كريم الذي يحتوي على قطع صلبة. لحسن الحظ، يمكن توصيف انسيابية الشوكولاتة الصلبة بشكل كامل من خلال منحدر درجة حرارة التذبذب من أسفل إلى أعلى من نقطة الذوبان كما هو موضح في الشكل 1. وهذا يسمح للمركّبين بتحسين مذاق لوح الشوكولاتة الصلبة وكذلك مذاق الشوكولاتة الصلبة ليتم تذوقها بالكامل فوق نقطة الذوبان.

بالنسبة لشراب الشوكولاتة الأقل لزوجة، يمكن استخدام اختبارات قياس اللزوجة. ومن الملاحظ أن اللزوجة تنخفض اللزوجة بمقدار رتبتين تقريبًا من حيث الحجم في حدود 18-24 درجة مئوية كما هو موضح في الشكل 2:

لزوجة الشوكولاتة الداكنة والحليب والشوكولاتة البيضاء

تم اختيار شوكولاتة داكنة وحليب وشوكولاتة بيضاء من مجموعة واحدة وعلامة تجارية واحدة من الشوكولاتة للقياس لتقليل الاختلافات في عملية تصنيع الشوكولاتة وتباين المكونات. أُجريت القياسات باستخدام مقياس الانسيابية NETZSCH Kinexus. يوضح الجدول 1 المكونات الجسيمية للشوكولاتة الداكنة والحليب والشوكولاتة البيضاء.

الجدول 1: المكونات الجسيمية في أنواع الشوكولاتة المختلفة

تتمتع الشوكولاتة الداكنة بأقل لزوجة عبر نطاق معدل القص المقاس وسيكون من الأسهل أنبوبها حول المصنع (الشكل 1). ومن المثير للاهتمام أن الشوكولاتة بالحليب تتمتع بلزوجة أعلى ولكن إجهاد إنتاجية مماثلة للشوكولاتة الداكنة (الجدول 2). يشير هذا إلى أن الشوكولاتة بالحليب والشوكولاتة الداكنة سيكون لها خصائص "انحدار" مماثلة وستملأ القوالب بطريقة مماثلة. وتتمتع الشوكولاتة البيضاء بأعلى لزوجة على المدى وأعلى إجهاد إنتاجية بهامش معين. من المعروف أن الشوكولاتة البيضاء معروفة لطلاب الطبخ والحلويات بأنها الأكثر صعوبة في التعامل معها، وفي هذه الحالة، من المؤكد أن لها خصائص انسيابية مختلفة للغاية.

الجدول 2: إجهاد المردود ولزوجة القص للشوكولاتة الداكنة والحليب والشوكولاتة البيضاء التي تنتجها نفس الشركة المصنعة

كيفية تحسين معالجة الشوكولاتة

يمكن تحديد المزيد من المعلومات عن الخواص الانسيابية للشوكولاتة باستخدام الاختبار التذبذبي على مقياس الانسيابية الدورانية. ويوفر ذلك معلومات إضافية حول الخواص اللزوجة المرنة للشوكولاتة من خلال معامل المرونة (G')، ومعامل اللزوجة (G') وزاوية الطور (δ). كما يوفر أيضًا طريقة بديلة لاختبار القص الثابت لتحديد إجهاد الخضوع.

وتتعلق المعاملات المرنة واللزوجة بخصائص البنية المجهرية للشوكولاتة ويمكن استخدامها لاستكشاف تفاعلات المكونات وخصائص ذوبان الشوكولاتة من خلال تقييم الخصائص الشبيهة بالمادة الصلبة والشبيهة بالسائل.

ويؤثر إجهاد الخضوع، وهو الإجهاد المطلوب لتفتيت البنية الصلبة وجعلها تتدفق، على كيفية تغطية الشوكولاتة للقوالب ومدى تشبث الشوكولاتة بجدران القالب أو انزلاقها قبل أن تتماسك.

القياسات التذبذبية هي اختبارات غير مدمرة تُظهر كيف تتصرف المادة في ظل تشوهات أو قوى صغيرة - قبل أن تنفصل المادة وتبدأ في التدفق. وتُعرف منطقة الإجهاد أو الإجهاد التي يحدث فيها هذا السلوك باسم منطقة اللزوجة المرنة الخطية (LVR).

من خلال قياس G 'كدالة لإجهاد القص، يمكن تحديد إجهاد الخضوع للهيكل - يؤخذ هذا عادةً على أنه الإجهاد الذي يبدأ عنده G' في الانخفاض وينتهي LVR. من المهم ملاحظة أن طرق إجهاد الخضوع المختلفة قد تعطي إجابات مختلفة قليلاً. على سبيل المثال، يشيع استخدام نماذج كاسون وويندهاب لتحديد إجهاد الخضوع للشوكولاتة من خلال استقراء مخطط القص الثابت لإجهاد القص مقابل معدل القص إلى معدل القص الصفري. على الرغم من أن الاختبار التذبذبي أقل شيوعًا، إلا أنه ثبت أنه قادر على حل الاختلافات بين الشوكولاتة بشكل أفضل. بالنسبة لشوكولاتة الحليب التي تم اختبارها، وُجد أن إجهاد الخضوع كان 0.45 باسكال (الشكل 4).

الريولوجيا تضمن جودة منتج الشوكولاتة

إن قوام الشوكولاتة أو ملمسها أمر بالغ الأهمية لإدراك المستهلك لجودة المنتج. ومن خلال الربط بين الاختبارات الحسية باهظة الثمن والنتائج التحليلية، يمكن التحكم بدقة في الجوانب التركيبية للنكهة المميزة للعلامات التجارية للشوكولاتة. يمكن تحديد ملمس الفم من خلال تحديد التدفق - عن طريق الريولوجيا.

المصادر

https://www.statista.com/statistics/819288/worldwide-chocolate-consumption-by-country/#:~:~:text=Global%20consumption,over%20the20%20last%20fast%20years.

www.howitworksdaily.com/why-is-chocolate-so-tasty

Chan, F. and De Kee, D. (1994) إجهاد الغلة والتدفق التذبذبي صغير السعة في الشبكات العابرة. بحوث الكيمياء الصناعية والهندسية، 33(10)، ص 2374-2376

De Graef, V., Depypere, F., Minnaert, M., & Dewettinck, K. (2011). إجهاد إنتاج الشوكولاتة كما تم قياسه بواسطة الريولوجيا التذبذبية. Food Research International, 44(9), 2660-2665.