09.08.2023 by Philip Rolfe, Milena Riedl
Aperfeiçoando o delicioso... Otimizando a reologia do chocolate
O chocolate é um dos petiscos favoritos do mundo. A textura, ou sensação na boca, do chocolate é fundamental para a percepção do consumidor sobre a qualidade do produto. É possível controlar com precisão os aspectos texturais do sabor característico dos chocolates. A sensação na boca pode ser caracterizada por meio da determinação do fluxo - por reologia. Saiba como fazer isso em nosso artigo!
O chocolate é um dos lanches favoritos do mundo. Em 2017, a Suíça liderou o ranking de maior consumo de chocolate per capita. Os cidadãos consumiram quase nove quilos dessa delícia doce naquele ano.
O apelo único do chocolate está em seu sabor, aroma e sensação na boca. Esses três atributos se combinam para formar o complexo sabor do chocolate. Como os ingredientes naturais do chocolate variam de acordo com as condições de cultivo, os fabricantes de chocolate fazem de tudo para garantir que o sabor de seus produtos de chocolate seja consistente com seu sabor característico. Garantir que o sabor característico seja replicado em todos os lotes requer a correlação de técnicas analíticas com testes sensoriais caros. O teste sensorial de cada lote não é realmente praticável, por mais desejável que seja esse trabalho!
O que torna o chocolate perfeito?
Vários fatores são considerados importantes para aumentar o apelo do chocolate.
Esses fatores incluem:
- Temperatura de derretimento bem abaixo de 37°C, para que derreta na boca
- Brilho, para que tenha uma aparência atraente
- Textura suave, que proporciona uma sensação agradável na boca
- Estalo, para que haja uma "mordida" inicial
As propriedades de fluxo da fase gordurosa (manteiga de cacau, que pode ser misturada com outras gorduras) controlam como o chocolate reveste a boca e influencia a percepção do sabor. As propriedades de fluxo, ou reológicas, do chocolate também têm um impacto significativo no processo de fabricação do chocolate. A redução do tamanho das partículas aumenta a viscosidade, o que pode causar bloqueios à medida que o chocolate líquido é canalizado pela fábrica.
O produto final pode ser uma barra, ou tablete, de chocolate sólido, ou o chocolate pode ser usado em um processo de cobertura para envolver um centro de recheio. O chocolate para processos de revestimento é geralmente otimizado para obter uma boa cobertura e pode ter uma receita diferente do chocolate para tabletes.
Testes reológicos para o chocolate perfeito
A medição reológica mais fundamental feita no chocolate é a medição da viscosidade. Uma quantidade small de amostra é cisalhada em uma taxa de cisalhamento fixa (velocidade) e a tensão (força) necessária para atingir essa taxa de cisalhamento é medida. A viscosidade de cisalhamento pode então ser calculada dividindo-se a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento pela taxa de cisalhamento.
Efeitos da temperatura na viscosidade do chocolate
O perfil de viscosidade-temperatura de um chocolate é de importância fundamental para otimizar a formulação e o processo de temperagem, e até mesmo o ambiente de consumo precisa ser considerado. É interessante, por exemplo, que o ponto de derretimento do chocolate usado para cobrir barras de sorvete (choc-ices etc.) precisou ser reduzido significativamente. Isso ocorre porque, quando alguém come uma barra de sorvete, a temperatura bucal cai significativamente e uma formulação de chocolate padrão não derrete nessas condições. O resultado líquido da cobertura de sorvete com um chocolate padrão é que ele proporciona apenas um leve sabor de cacau, mas também a sensação na boca de um sorvete com pedaços duros. Felizmente, a reologia do chocolate sólido pode ser totalmente caracterizada com uma rampa de temperatura de oscilação de abaixo para acima do Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica).ponto de fusão, conforme mostrado na Figura 1. Isso permite que os formuladores otimizem a mordida da barra de chocolate sólido e também que o sabor do chocolate seja totalmente degustado acima do Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica).ponto de fusão.
Para caldas de chocolate menos viscosas, podem ser usados testes de viscosimetria. É notável que a viscosidade é formulada para cair em quase duas ordens de magnitude em torno de 18 a 24°C, como visto na Figura 2:
Viscosidade de chocolates escuros, ao leite e brancos
Chocolates escuros, ao leite e brancos de uma única linha e marca de chocolate foram selected para medição a fim de minimizar as variações no processo de fabricação do chocolate e a variação dos ingredientes. As medições foram realizadas com o reômetroNETZSCH Kinexus . Os ingredientes particulados dos chocolates preto, ao leite e branco são mostrados na Tabela 1.
Tabela 1: Os ingredientes particulados em diferentes tipos de chocolate
| Sólidos de cacau | Açúcar | Leite em pó | |
| Escuro | Y | Y | |
| Leite | Y | Y | Y |
| Branco | Y |
O chocolate amargo tem a menor viscosidade em toda a faixa de taxa de cisalhamento medida e será mais fácil de ser canalizado na fábrica (Figura 1). É interessante notar que o chocolate ao leite tem uma viscosidade mais alta, mas uma EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de escoamento semelhante à do chocolate amargo (Tabela 2). Isso sugere que o chocolate ao leite e o chocolate amargo terão propriedades de "queda" semelhantes e preencherão os moldes de maneira semelhante. O chocolate branco tem a maior viscosidade em toda a faixa e a maior EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de escoamento por alguma margem. O chocolate branco é conhecido pelos estudantes de culinária e confeitaria como sendo o mais difícil de trabalhar e, nesse caso, ele certamente tem propriedades reológicas muito diferentes.
Tabela 2: Tensão de escoamento e viscosidade de cisalhamento para chocolates escuros, ao leite e brancos produzidos pelo mesmo fabricante
| Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.Tensão de escoamento (Pa) | Viscosidade de cisalhamento (Pa s) | |
| Amargo | 5.03 | 0.94 |
| Leite | 5.71 | 1.66 |
| Branco | 18.9 | 1.86 |
Como otimizar o processamento de chocolate
Mais informações sobre as propriedades reológicas do chocolate podem ser determinadas usando testes oscilatórios em um reômetro rotacional. Isso fornece informações adicionais sobre as propriedades viscoelásticas do chocolate por meio do Módulo elásticoO módulo complexo (componente elástico), módulo de armazenamento ou G', é a parte "real" das amostras, o módulo complexo geral. Esse componente elástico indica a resposta do tipo sólido, ou em fase, da amostra que está sendo medida. módulo elástico (G'), doMódulo de viscosidadeO módulo complexo (componente viscoso), módulo de perda ou G'', é a parte "imaginária" das amostras do módulo complexo geral. Esse componente viscoso indica a resposta do tipo líquido, ou fora de fase, da amostra que está sendo medida. módulo viscoso (G'') e do ângulo de fase (δ). Ele também oferece um método alternativo ao teste de cisalhamento constante para determinar a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de escoamento.
Os módulos elástico e viscoso estão relacionados às características microestruturais do chocolate e podem ser usados para sondar as interações entre os componentes e as características de derretimento do chocolate, avaliando as propriedades do tipo sólido e líquido.
A EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de escoamento, que é a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão necessária para quebrar a estrutura sólida e fazê-la fluir, influencia a forma como o chocolate cobrirá os moldes e o grau de aderência do chocolate às paredes do molde ou de queda antes de endurecer.
As medições oscilatórias são testes não destrutivos que mostram como o material se comporta sob small deformações ou forças - antes de o material ceder e começar a fluir. A região de EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão ou deformação na qual esse comportamento ocorre é conhecida comoRegião viscoelástica linear (LVER)No LVER, as tensões aplicadas são insuficientes para causar ruptura estrutural (cedência) da estrutura e, portanto, importantes propriedades microestruturais estão sendo medidas. região viscoelástica linear (LVR).
Ao medir G' como uma função da EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento, é possível determinar a Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento da estrutura, que geralmente é considerada a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão na qual G' começa a cair e o LVR termina. É importante observar que diferentes métodos de Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento podem dar respostas ligeiramente diferentes. Por exemplo, os modelos de Casson e Windhab são comumente usados para determinar a Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento do chocolate por meio da extrapolação de um gráfico de cisalhamento constante da EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento versus taxa de cisalhamento para a taxa de cisalhamento zero. Embora o teste oscilatório seja menos comum, ele tem se mostrado capaz de resolver melhor as diferenças entre os chocolates. Para o chocolate ao leite testado, a Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento foi de 0,45Pa (Figura 4).
A reologia garante a qualidade do produto de chocolate
A textura, ou sensação na boca, do chocolate é fundamental para a percepção do consumidor sobre a qualidade do produto. Ao correlacionar testes sensoriais caros com resultados analíticos, é possível controlar com precisão os aspectos texturais do sabor característico das marcas de chocolate. A sensação na boca pode ser caracterizada por meio da determinação do fluxo - por reologia.
Fontes
www.howitworksdaily.com/why-is-chocolate-so-tasty
Chan, F. and De Kee, D. (1994) Yield stress and small amplitude oscilatória flow in transient networks. Industrial & engineering chemistry researc h, 33(10), p2374-2376
De Graef, V., Depypere, F., Minnaert, M., & Dewettinck, K. (2011). Chocolate yield stress as measured by oscillatory rheology (Tensão de rendimento do chocolate medida por reologia oscilatória). Food Researc h International, 44(9), 2660-2665.