Аерація шоколаду - Мистецтво чи наука?
Аерація шоколаду широко використовується в комерційних цілях з моменту патентування аерованого продукту в 1935 р. 1. З тих пір було розроблено кілька методів введення бульбашок у шоколад 2. Незважаючи на різні методи включення бульбашок до шоколаду, наука про утворення і стабілізацію бульбашок все ще недостатньо вивчена.
Процеси аерації шоколаду
Загалом, закриті системи аерації є кращими для відкритих, оскільки вони дозволяють ширше вибирати об'ємне співвідношення газ/рідина, а також можуть працювати вище одного атмосферного тиску. Це автоматично робить піну менш схильною до дестабілізуючої дії механічного перемішування, що виникає у відкритих системах. Попередні публікації показали, що можна досягти різноманітної щільності, від 1,20 г/см3 (мікроаерація, що характеризується наявністю менших бульбашок і меншою фракцією газу) до 0,23 г/см3 (макроаерація - характеризується наявністю більших бульбашки). Найнижча щільність, яку коли-небудь заявляли, становить 0,10-0,20 г/см33. Деякі з обговорених тут процесів вже є комерційно доступними в тій чи іншій формі. Тому методи викладені в загальному принципі, не вдаючись до детальних умов процесу.
Рисунок 1 Приклади газованих кондитерських виробів з шоколаду
Аерація вакуумним процесом
Цей процес складається із змішування газу в жировій суспензії, осадження продукту у форму, розширення бульбашок за допомогою вакууму та одночасного охолодження з утворенням стабільної кристалічної структури, в якій бульбашки газу затримуються. Газ виходить з розчину під вакуумом, утворюючи бульбашки. Важливо, щоб центри належним чином охолоджувались, щоб уникнути руйнування. Зображення промислової вакуумної коробки показано на малюнку 2.
Вебінар: Ландшафт молочних альтернатив на рослинній основі та його технічні проблеми
З динамічно мінливими тенденціями та все більшою кількістю гравців, які входять до рослинних альтернатив молочної продукції, диференціація ринку стає ключовим фактором. Для вибору споживачів є багато товарів, і виділити їх важче, ніж будь-коли.
Рисунок 2 Вакуумна коробка
У процесі вакуумування утворюється аерований центр зі змінним розміром бульбашок і зменшеною щільністю 0,40-0,70 г/см 3 від початкової щільності шоколаду від 1,25 до 1,30 г/см 3. Вакуумний тиск може коливатися від 0,68 до 0,95 бар, але може бути і меншим. Деякі утворені бульбашки мають досить великі розміри, діаметр яких становить кілька міліметрів 4 .
Аерація процесом розчиненого газу
У цьому процесі газ розчиняється у загартованому шоколаді під певним тиском. Коли суміші випускають із сопла в посудині під тиском, вона розширюється, з-за чого газ виходить з розчину у вигляді бульбашок 5. Потім спінений шоколад можна формувати та охолоджувати, що сприяє стабілізації аерованої структури (Рисунок 3).
Процес розчиненого газу утворює однорідні «тонкостінні» бульбашкові структури з щільністю до 0,40-0,70 г/см3. Whittaker & Phillips були першими винахідниками, які формували бульбашки в рідкому шоколаді за допомогою газу під тиском6.
Рисунок 3 Аерація шоколаду методом розчиненого газу
Аерація методом екструзії
Цей процес використовується для створення порожнистих труб по всій довжині виробу. Це робиться шляхом екструзії загартованого шоколаду через матрицю, яка включає трубки. Кінцевий продукт має отвори, що проходять по довжині, отже, додавання великої кількості новими способами. Цей процес дає шоколад з диференційованою структурою та хрусткою та унікальною текстурою 2 .
Деякі інші методи включають захоплення газу у кристалізованій жировій фазі, лущення та зворотно-фазову аерацію та холодну екструзію 2 .
Наука про аерацію шоколаду
Основи стійкості масляної піни
Хоча розумінню властивостей водних пін приділяється значна увага, дослідження неводних пін були надзвичайно дефіцитними. Вважається, що причина невідповідності наукових інтересів пов’язана з принциповою різницею в механізмах стабілізації. Фундаментальний прогрес стабілізації масляних пін нещодавно був розглянутий Фрібергом 7. У водних пінах поверхнево-активні речовини адсорбуються на поверхні розділу, змінюючи властивості поверхні, що забезпечує важливий механізм стабільності піни 8. Властивий низький поверхневий натяг більшості масел означає, що поверхнево-активні речовини на основі вуглеводнів мало або зовсім не спонукають адсорбуватися на межі розділу. Як результат, властивості поверхні лише незначно змінюються внаслідок збільшення концентрації ПАР і не мають суттєвого впливу на стійкість піни.
Відсутність модифікації властивостей поверхні означає, що стійкість масляних пін сильно залежить від швидкості дренажу, тобто реологічних властивостей масляної фази. У багатофазних системах, як, наприклад, шоколад, реологія жиру, як очікується, буде лише фактором, що сприяє цьому. Недавні дослідження Шрести показали, що в багатофазних системах наявність рідкокристалічних структур і твердих частинок на межі розділу призводить до більшої стабілізації масляних пін 9. Ключові фактори, що регулюють аерацію шоколаду. Скромне фундаментальне розуміння масляної піни як колоїдної системи не перешкоджало комерційній експлуатації таких систем харчовою промисловістю. Очевидно, це область, що представляє великий комерційний інтерес, судячи з кількості патентів, що охоплюють інженерні розчини та інгредієнти, такі як ПАР та аераційні жири, для підвищення рівня аерації продуктів на основі жиру. Цей факт ілюструє велику кількість ноу-хау, розроблених у галузі.
Обмежені фундаментальні знання про масляні піни також означали, що необхідно вдаватися до емпіричних зусиль для вивчення схильності масел до піноутворення. Ряд досліджень щодо впливу умов обробки та інгредієнтів на властивості аерованого шоколаду опубліковано 4,10-11. Загальний огляд основних факторів, що сприяють цьому, обговорюється в літературі, представлений нижче. Деталі досліджень можна отримати за посиланням.
Вплив властивостей жиру
Властивості та вміст жиру суттєво впливають на аерацію шоколаду. Взагалі кажучи, більший вміст жиру призводить до більшої затримки газу, тобто об'ємної частки газу. Показано, що поведінка кристалів жирів надзвичайно впливає на структуру аерації шоколаду. В ідеалі жир при кристалізації повинен починатися з швидкої часткової кристалізації, але потім кристалізуватися повільніше, щоб забезпечити захоплення газу всередині системи 4 .