Optimizing Chocolate by Simulating Mastication with Rheology

"Kære chokolade, jeg vil benytte lejligheden til at fortælle dig, hvor meget du betyder for mig ...!" Selv om mange af os har en følelsesmæssig forbindelse til chokolade, er praktisk materialevidenskab ansvarlig for den unikke appel, der gør chokolade til en af verdens dejligste godbidder.

I en tidligere artikel talte vi om, hvordan reologi hjælper med at optimere den faste chokoladebars bid og chokoladens smag, så den kan smages fuldt ud over smeltepunktet, samt hvordan man kan optimere forarbejdningen af chokolade. Læs artiklen her!

Her diskuterer vi videnskaben om at perfektionere chokoladens mundfølelse for at opnå optimal cremethed og blødhed. Sammensætning og smagspræferencer for forskellige chokoladetyper varierer over hele verden. Desuden kræver tendenserne alternativer med lavt fedt- og sukkerindhold, som også skal opfylde forbrugernes forventninger.

I laboratoriemiljøet er det vanskeligt at kvantificere de sensoriske egenskaber ved cremethed/glathed på en måde, der kan relateres til forbrugernes oplevelse, når der udvikles nye produkter.

Reologi for den perfekte mundfølelse af chokolade

Ved at udvide konventionel rotationsreometri ved at anvende Kinexus-reometerets aksiale egenskaber kan mastication eller tygning simuleres.

Ud fra denne test kan chokoladens hårdhed, flydespænding, belægning af ganen og KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed vurderes objektivt. De normale kraftvariationer, der genereres under en måling, giver en indikation af, hvordan chokoladen vil smelte, flyde og dække munden under tygning.

Reologi kan bruges til at efterligne virkelige processer, og i dette tilfælde mundfornemmelsen og tygning af chokolade. Squeeze flow simulerer, at tungen presses mod ganen, og at tænderne presses mod hinanden. Rotationsforskydning efterligner flow i munden omkring tungen.

I denne cykliske test udsættes materialet for både forskydnings- og normalkræfter (squeeze). Når mellemrummet komprimeres, øges normalkraften (figur 2, punkt A), og vi kan kalde dette for prøvens hårdhed eller konsistens. Restkraften efter sammenpresning er chokoladens FlydespændingFlydespænding defineres som den spænding, hvorunder der ikke sker nogen flydning; opfører sig bogstaveligt talt som et svagt fast stof i hvile og en væske, når det giver efter.flydespænding (figur 2, punkt B).

Arealet under kurven, når normalkraften når nul, angiver, hvor længe chokoladen forbliver i kontakt med den øverste plade. Dette efterligner, hvordan chokoladen dækker ganen. Når afstanden øges igen, registreres en negativ normalkraft, som kan klassificeres som klæbeevne (figur 2, punkt C). Den resterende kraft efter dekompression er chokoladens "KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed" (figur 2, punkt D).

Masticeringssimulering af forskellige mælkechokolader

Tre forskellige mælkechokolader blev udsat for masticeringssimulering ved at udføre en normal kraft- og forskydningsmåling på Kinexus (figur 3). Premium-chokoladen har den blødeste konsistens, og overtrækschokoladen er betydeligt hårdere. Overtrækschokoladens FlydespændingFlydespænding defineres som den spænding, hvorunder der ikke sker nogen flydning; opfører sig bogstaveligt talt som et svagt fast stof i hvile og en væske, når det giver efter.flydespænding er også høj, og denne chokolade vil dække munden i længere tid end begge barchokolader, hvilket giver forbrugeren et tilfredsstillende chokoladehit på trods af den relativt lave andel af chokolade i produktet (dette produkt vil indeholde en midte). Premiumchokoladen har den mindste klæbeevne og KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed. Dette er ønskeligt, da høj klæbeevne eller KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed kan være forbundet med en klæbrig mundfølelse.

Da der er mindre chokolade til stede ved indtagelse af et indhyllet chokoladeprodukt, har disse parametre mindre indflydelse på forbrugeroplevelsen end i en chokoladebar.

En udvidet forståelse af chokoladens reologiske egenskaber er afgørende for optimering af processer, for at opnå en konstant produktkvalitet og for at opfylde kundernes forventninger. Ved at bruge reologi til at simulere mastikation kan man forudsige og kontrollere de strukturelle ændringer i chokoladen, når den indtages.

Kilder

Friktionsmålinger med smeltet chokolade | SpringerLink

De Graef, V., Depypere, F., Minnaert, M., & Dewettinck, K. (2011). Chokolades FlydespændingFlydespænding defineres som den spænding, hvorunder der ikke sker nogen flydning; opfører sig bogstaveligt talt som et svagt fast stof i hvile og en væske, når det giver efter.flydespænding målt ved hjælp af oscillerende reologi. Food Research International, 44(9), 2660-2665.

Chung, C. et al. (2012) Instrumental mastication assay for texture assessment of semi-solid foods: compile cyclic squeezing flow and shear viscometry. Food research international, 49, s. 161-169.