09.08.2023 by Philip Rolfe, Milena Riedl
Lezzeti Mükemmelleştirmek... Çikolatanın Reolojisini Optimize Etmek
Çikolata dünyanın en sevilen atıştırmalık gıdalarından biridir. Çikolatanın dokusu veya ağızda bıraktığı his, tüketicinin ürün kalitesini algılaması açısından kritik öneme sahiptir. Çikolataların imza lezzetinin dokusal yönlerini hassas bir şekilde kontrol etmek mümkündür. Ağız hissi, reoloji ile akışın belirlenmesi yoluyla karakterize edilebilir. Makalemizde bunu nasıl yapacağınızı öğrenin!
Çikolata dünyanın en sevilen atıştırmalık gıdalarından biridir. İsviçre, 2017 yılında kişi başına en yüksek çikolata tüketimi sıralamasında zirveye yerleşti. Vatandaşlar o yıl bu tatlı lezzetten yaklaşık dokuz kilo yemiştir.
Çikolatanın eşsiz cazibesi tadında, aromasında ve ağızda bıraktığı histe yatmaktadır. Bu üç özellik birleşerek çikolatanın karmaşık lezzetini oluşturur. Çikolatanın doğal bileşenleri yetiştirme koşullarına göre değişiklik gösterdiğinden, çikolata üreticileri çikolata ürünlerinin lezzetinin kendi imza lezzetleriyle tutarlı olmasını sağlamak için büyük çaba sarf etmektedir. İmza aromanın partiler arasında tekrarlanmasını sağlamak, pahalı duyusal testlerle analitik tekniklerin korelasyonunu gerektirir. Her partinin duyusal olarak test edilmesi, her ne kadar arzu edilen bir iş olsa da, gerçekten uygulanabilir değildir!
Çikolatayı mükemmel yapan nedir?
Çikolatanın cazibesini artırmak için çeşitli faktörlerin önemli olduğu düşünülmektedir.
Bunlar şunları içerir:
- Ağızda erimesi için 37°C'nin çok altındaErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sıcaklığı
- Parlatın, böylece çekici görünür
- Hoş bir ağız hissi veren pürüzsüz doku
- Snap, yani başlangıçta bir "ısırık" var
Yağ fazının (diğer yağlarla karıştırılabilen kakao yağı) akış özellikleri, çikolatanın ağzı nasıl kapladığını kontrol eder ve lezzet algısını etkiler. Çikolatanın akış veya reolojik özellikleri de çikolata üretim süreci üzerinde önemli etkiye sahiptir. Partikül boyutunun küçültülmesi viskoziteyi artırır ve sıvı çikolata fabrikadan borularla geçirilirken tıkanmalara neden olabilir.
Nihai ürün katı çikolatadan oluşan bir bar veya tablet olabilir ya da çikolata bir dolum merkezini çevrelemek için giydirme işleminde kullanılabilir. Kaplama prosesleri için kullanılan çikolata genellikle iyi bir kaplama elde etmek için optimize edilir ve tabletler için kullanılan çikolatadan farklı bir reçeteye sahip olabilir.
Mükemmel çikolata için reolojik testler
Çikolata üzerinde yapılan en temel reolojik ölçüm viskozite ölçümüdür. Bir small miktar numune sabit bir kesme hızında (hız) kesilir ve bu kesme hızına ulaşmak için gereken gerilim (kuvvet ) ölçülür. Kayma viskozitesi daha sonra kayma geriliminin kayma hızına bölünmesiyle hesaplanabilir.
Sıcaklığın çikolatanın viskozitesi üzerindeki etkileri
Bir çikolatanın viskozite-sıcaklık profili, formülasyon ve temperleme sürecini optimize ederken kritik öneme sahiptir ve tüketim ortamının bile dikkate alınması gerekir. Örneğin, dondurma çubuklarını (choc-ices, vb.) kaplamak için kullanılan çikolatanın Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır.erime noktasının önemli ölçüde düşürülmesi gerekmesi ilginçtir. Bunun nedeni, bir kişi bir dondurma çubuğu yediğinde, yanak sıcaklığının önemli ölçüde düşmesi ve standart bir çikolata formülasyonunun bu koşullar altında erimemesidir. Dondurmayı standart bir çikolata ile kaplamanın net sonucu, sadece hafif bir kakao aroması vermesidir; ancak aynı zamanda içinde sert parçalar bulunan dondurmanın ağız hissini de verir. Neyse ki katı çikolatanın reolojisi, Şekil 1'de gösterildiği gibi Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır.erime noktasının altından üstüne doğru bir salınım sıcaklığı rampası ile tam olarak karakterize edilebilir. Bu da formülatörlerin katı çikolatanın ısırık hissini optimize etmesine ve çikolatanın lezzetinin Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır.erime noktasının üzerinde tam olarak tadılmasına olanak tanır.
Daha az viskoz çikolata şurubu için viskozimetri testleri kullanılabilir. Şekil 2'de görüldüğü gibi viskozitenin 18-24°C civarında neredeyse iki büyüklük mertebesinde düşecek şekilde formüle edildiği dikkat çekmektedir:
Bitter, sütlü ve beyaz çikolataların viskozitesi
Çikolata üretim sürecindeki varyasyonları ve içerik çeşitliliğini en aza indirmek için ölçüm için tek bir çikolata çeşidinden ve markasından bitter, sütlü ve beyaz çikolatalar selected. Ölçümler NETZSCH Kinexus Reometre ile gerçekleştirilmiştir. Bitter, sütlü ve beyaz çikolataların partikül içerikleri Tablo 1'de gösterilmiştir.
Tablo 1: Farklı çikolata türlerindeki partikül içerikler
| Kakao Katıları | Şeker | Süt Tozu | |
| Karanlık | Y | Y | |
| Süt | Y | Y | Y |
| Beyaz | Y |
Bitter çikolata, ölçülen kesme hızı aralığında en düşük viskoziteye sahiptir ve tesisin etrafına en kolay şekilde borulanabilir (Şekil 1). İlginç bir şekilde, sütlü çikolatanın viskozitesi daha yüksektir ancak bitter çikolata ile benzer bir akma gerilimine sahiptir (Tablo 2). Bu, sütlü çikolata ve bitter çikolatanın benzer "çökme" özelliklerine sahip olacağını ve kalıpları benzer şekilde dolduracağını göstermektedir. Beyaz çikolata aralıktaki en yüksek viskoziteye ve bir miktar farkla en yüksek akma gerilimine sahiptir. Beyaz çikolata, aşçılık ve şekerleme öğrencileri tarafından çalışılması en zor çikolata olarak bilinir ve bu durumda kesinlikle çok farklı reolojik özelliklere sahiptir.
Tablo 2: Aynı üretici tarafından üretilen bitter, sütlü ve beyaz çikolatalar için akma gerilimi ve kesme viskozitesi
| Akma GerilmesiAkma gerilmesi, altında akmanın meydana gelmediği gerilme olarak tanımlanır; kelimenin tam anlamıyla hareketsizken zayıf bir katı gibi, akarken ise bir sıvı gibi davranır.Akma Gerilmesi (Pa) | Kayma viskozitesi (Pa s) | |
| Karanlık | 5.03 | 0.94 |
| Süt | 5.71 | 1.66 |
| Beyaz | 18.9 | 1.86 |
Çikolata işleme nasıl optimize edilir
Çikolatanın reolojik özelliklerine ilişkin daha fazla bilgi, bir rotasyonel reometre üzerinde salınım testi kullanılarak belirlenebilir. Bu, Elastik modülKarmaşık modül (elastik bileşen), depolama modülü veya G', numunelerin genel karmaşık modülünün "gerçek" kısmıdır. Bu elastik bileşen, ölçüm yapılan numunenin katı benzeri veya faz içi tepkisini gösterir. elastik modül (G'), Viskoz modülKarmaşık modül (viskoz bileşen), kayıp modülü veya G'', numunelerin genel karmaşık modülünün "hayali" kısmıdır. Bu viskoz bileşen, ölçüm yapılan numunenin sıvı benzeri veya faz dışı tepkisini gösterir. viskoz modül (G'') ve faz açısı (δ) aracılığıyla çikolatanın viskoelastik özellikleri hakkında ek bilgi sağlar. Ayrıca akma gerilimini belirlemek için sabit kesme testine alternatif bir yöntem sağlar.
Elastik ve viskoz modüller çikolatanın mikroyapısal özellikleriyle ilgilidir ve katı benzeri ve sıvı benzeri özellikleri değerlendirerek bileşen etkileşimlerini ve çikolatanınErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime özelliklerini araştırmak için kullanılabilir.
Katı yapıyı parçalamak ve akmasını sağlamak için gereken gerilim olan akma gerilimi, çikolatanın kalıpları nasıl kaplayacağını ve çikolatanın kalıbın duvarlarına ne kadar iyi tutunacağını veya sertleşmeden önce çökeceğini etkiler.
Salınım ölçümleri, malzemenin small deformasyonlar veya kuvvetler altında nasıl davrandığını gösteren tahribatsız testlerdir - malzeme akmadan ve akmaya başlamadan önce. Bu davranışın meydana geldiği gerilim veya gerinim bölgesi doğrusal visko-elastik bölge (LVR) olarak bilinir.
G' kayma gerilmesinin bir fonksiyonu olarak ölçülerek yapının Akma GerilmesiAkma gerilmesi, altında akmanın meydana gelmediği gerilme olarak tanımlanır; kelimenin tam anlamıyla hareketsizken zayıf bir katı gibi, akarken ise bir sıvı gibi davranır.akma gerilmesi belirlenebilir - bu genellikle G' değerinin düşmeye başladığı ve LVR'nin sona erdiği gerilme olarak alınır. Farklı akma gerilimi yöntemlerinin biraz farklı cevaplar verebileceğini unutmamak önemlidir. Örneğin, Casson ve Windhab modelleri, kayma gerilimine karşı kayma hızının sabit bir kayma grafiğini sıfır kayma hızına ekstrapole ederek çikolatanın akma gerilimini belirlemek için yaygın olarak kullanılır. Salınım testi daha az yaygın olmasına rağmen, çikolatalar arasındaki farklılıkları daha iyi çözebildiği gösterilmiştir. Test edilen sütlü çikolata için akma gerilimi 0,45Pa olarak bulunmuştur (Şekil 4).
Reoloji çikolata ürün kalitesini garanti eder
Çikolatanın dokusu veya ağızda bıraktığı his, tüketicinin ürün kalitesini algılaması açısından kritik öneme sahiptir. Pahalı duyusal testleri analitik sonuçlarla ilişkilendirerek, çikolata markalarının imza lezzetinin dokusal yönlerini hassas bir şekilde kontrol etmek mümkündür. Ağız hissi, reoloji ile akışın belirlenmesi yoluyla karakterize edilebilir.
Kaynaklar
www.howitworksdaily.com/why-is-chocolate-so-tasty
Chan, F. ve De Kee, D. (1994) Geçici ağlarda akma gerilimi ve small genlikli salınımlı akış. Endüstriyel ve mühendislik kimyası araştırmalarıarc h, 33(10), p2374-2376
De Graef, V., Depypere, F., Minnaert, M., & Dewettinck, K. (2011). Salınımlı reoloji ile ölçülen çikolata akma gerilimi. Food Researc h International, 44(9), 2660-2665.