Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :
Home / Tehnologie / Ciocolata. Tehnologia de obținere a ciocolatei. Cum se fabrică?

Ciocolata. Tehnologia de obținere a ciocolatei. Cum se fabrică?

/
/
/
423 Views

 

Generalități

Ciocolata este un produs alimentar care se obţine din masă de cacao, zahăr pudră, unt de cacao, lecitină, cu sau fără adaosuri de alte materii alimentare (lapte praf, alune, cafea, stafide, arome, ş.a.). Aceste adaosuri se folosesc pentru:

– mărirea valorii alimentare;

– îmbunătăţirea gustului şi aromei;

– realizarea sortimentelor cu umpluturi.

Produsele de ciocolata asigură următoarele avantaje:

– însuşiri senzoriale deosebite;

– digestibilitate rapidă;

– valoare energetică ridicată (4600-5600 kcal/kg);

– gamă sortimentală diversificată;

– utilizări pe scară largă în obţinerea unor produse zaharoase, făinoase, de cofetărie

şi patiserie, lactate, farmaceutice;

– durată de conservare relativ lungă.

 

6.2. Gama sortimentală:

După compoziţie:

– ciocolata simplă       – amăruie

– cuvertură

– obişnuită

– menaj

– ciocolata cu adaosuri   – lapte

– cafea (mocca)

– fructe

– sâmburi graşi

– cereale

-ciocolata cu umplutură – fondant

– lapte

– fructe

– sâmburi graşi

– marţipan

– crocant

– pralină

– nuga

După formă:

– ciocolata                  – bloc

– tablete

– batoane

– bomboane

– figurine

– granule

După compoziţie, se produc în general următoarele sortimente de ciocolata (tabelul 6.1).

Tabel 6.1 Compoziţii generale la sortimente de ciocolata

Sortimentul Masa de cacao,

%

Unt de cacao,

%

Zahăr,

%

Lapte praf,

%

Lecitină,

%

Ciocolata masivă 44,5 10 45 0,5
Ciocolata cu lapte 14,5 25 40 20 0,5
Ciocolata albă 29,5 45 25 0,5
Ciocolata cuvertură 40 14,5 45 0,5

Procesul tehnologic de fabricaţie a ciocolatei simple (fig. 6.1.) cuprinde următoarele trei etape:

  • prepararea masei de cacao;
  • prepararea masei de ciocolata;
  • modelarea ciocolatei.

În prima etapă sunt incluse următoarele operaţii tehnologice:

  • curăţirea şi selectarea crupelor de cacao;
  • prăjirea crupelor de cacao;
  • zdrobirea crupelor de cacao şi separarea miezului de cacao de coji şi germeni;
  • măcinarea miezului de cacao şi obţinerea masei de cacao.

Etapa a doua cuprinde următoarele operaţii tehnologice:

  • amestecarea masei de cacao şi a componentelor cu obţinerea masei de ciocolata;
  • mărunţirea fină (rafinarea) masei de ciocolata;
  • finisarea (conşarea) ciocolatei.

Etapa a treia cuprinde următoarele operaţii tehnologice:

  • temperarea ciocolatei;
  • turnarea în forme (mularea);
  • trepidarea (vibrarea);
  • răcirea;
  • scoaterea din forme (demularea);
  • ambalarea, depozitarea şi livrarea.

Fig. 6.1 Schema tehnologică de fabricaţie a ciocolatei şi a pudrei de cacao

Ciocolata. Schema de obtinere a ciocolatei
Ciocolata. Schema de obtinere a ciocolatei

6.3 Materii alimentare

6.3.1 Crupele (boabele) de cacao

Crupele de cacao sunt seminţele fructului arborelui de cacao (Theobroma cacao- alimentul lui Dumnezeu), care este cultivat în zone cu altitudine joasă de circa 600m până la 1000m, în interiorul latitudinii de 20° de o parte şi de alta a ecuatorului.

Arborele de cacao este cultivat în zone cu climat umed, cu protecţie faţă de lumina soarelui iar solul să conţină substanţe organice şi să aibă o structură rezistentă, tare.

Furnizorii principali de crupe sunt: Coasta de Fildeş, Ghana, Camerun şi Nigeria (Africa), Brazilia şi Ecuador (America de Sud), Indonezia şi Malayezia (Asia).

Înflorirea în cepe după 18 luni – 3 ani în funcţie de soi şi este maximă între 10 şi 20 ani. Fructul ajunge la maturitate între 4 şi 8 luni şi se prezintă sub formă de păstaie (eliptică), cu lungimea de 15-25cm şi diametrul de 7-10cm. Păstaia conţine 25-30 seminţe sau boabe simple aranjate pe 5 rânduri învelite într-o pieliţă subţire şi o pulpă mucilaginoasă.

După recoltare, fructele coapte sunt tăiate cu ajutorul unor cuţite speciale, după care crupele sunt scoase şi supuse unui proces de fermentare.

În acest scop, ele sunt aşezate în grămezi de circa 1m înălţime, în camere de fermentare timp de 5-6 zile.

Datorită temperaturii şi umidităţii se declanşează fermentaţia lactică şi acetică în timpul căreia carbohidraţii se transformă în alcooli care se oxidează la acid acetic şi apoi la dioxid de carbon şi apă, ridicând temperatura la peste 50°C.

În timpul fermentaţiei au loc următoarele transformări:

  • lichefierea pulpei aderente de crupe;
  • dezvoltarea precursorilor de aromă prin fermentarea pulpei;
  • modificarea culorii crupei de la violet la maron ciocolatiu;
  • oxidarea parţială a substanţelor tanante;
  • inactivarea puterii germinative, favorabile pentru prelungirea depozitării crupelor fără riscul contaminării la un conţinut de umiditate <7%.

După fermentare crupele de cacao sunt uscate până la umiditatea de maximum 7% pentru a preveni apariţia mucegăirii în timpul depozitării. Compoziţia medie a crupelor de cacao pentru procesare este prezentată în tabelul 6.2. 

 

Tabel 6.2 Compoziţia medie a crupelor de cacao

Component Valoare [%]
Umiditate   5,0
Proteine 11,5
Grăsime 54,0
Carbohidraţi   1,0
Celuloză şi fibre vegetale brute   9,0
Săruri minerale   2,6
Acizi organici şi arome naturale  9,5
Tanin şi componente de culoare  6,0
Teobromină  1,2
Cafeină  0,2
Total          100,0

Substanţele proteice sunt formate din albumine şi globuline.

Grăsimea este reprezentată de untul de cacao.

Carbohidraţii sunt daţi în principal de amidon. Se mai găsesc celuloză şi pentozani.

Sărurile minerale sunt în special cele de potasiu, fosfor şi magneziu.

Acizii organici sunt următorii: malic, d-tartric, oxalic şi citric. Substanţele aromatice sunt formate din d-linalool cu acizi graşi inferiori (caprilic, caprinic, valerianic) şi cu esterii lor (acetat de amil, butirat de amil).

Teobromina(3,7 dimetil xantina) face parte din grupa purinelor şi este caracteristică crupelor de cacao. Este un excitant al sistemului cardiovascular şi un diuretic puternic.

Cafeina (1,3,7 trimetil xantina) are proprietăţi diuretice mai slabe decât teobromina dar este un excitant puternic al sistemului nervos central şi un stimulator al inimii.

6.3.1.2 Aprecierea calităţii crupelor de cacao

În aprecierea calitativă a crupelor de cacao se iau în considerare următoarele proprietăţi:

  • aromă, gust, culoare;
  • lungimea medie – 20-25 mm;
  • grosimea medie – 1/5 din lungime;
  • masa medie – min. 103g/100 crupe;
  • procentul de coajă – 11-16 % din masa totală;
  • masa hectolitrică medie – 55-60 kg/hl.

Evaluarea calitativă a crupelor de cacao se realizează prin calculul indexului de calitate pe minimum trei probe din acelaşi lot. Crupele de cea mai bună calitate au indexul 100.

Pentru determinarea indexului de calitate se procedează la cântărirea şi numărarea crupelor (100g), urmată de examinarea interiorului prin secţionarea lor.

După Oficiul internaţional pentru cacao şi ciocolata la stabilirea indexului de calitate se utilizează următoarea schemă de punctaj:

  • crupe < 98 : –
  • crupe > 98:      0,25p/crupă
  • crupe cenuşii:    1p/crupă
  • crupe violete:     –
    • 0-5     –
    • 6-10    1p
    • 11-15    2p
    • 16-20    3p
    • 21-25    4p
    • 26-30    5p
    • 31-35    7p
    • 36-40    9p
  • crupe mucegăite:    2p/crupă
  • crupe viermănoase: 1,5p/crupă
  • impurităţi <5%: 0,5p/procent
  • impurităţi >5%: 1,5p/procent
  • sfărâmături <5%: –
  • sfărâmături >5%: 0,5p/procent

Valoarea indexului de calitate se stabileşte prin totalizarea punctajului obţinut şi scăderea lui din valoarea de 100.

Se cultivă trei varietăţi de crupe (boabe) de cacao: Criollo, Forastero şi Trinitario.

Varietatea Criollo, a fost descoperită de Cristofor Columb  în 1502 în insula Guanaja. Această specie este cultivată în America Centrală, Venezuela şi în câteva locuri  din Asia. Este denumită şi „regina” boabelor de cacao. Boabele sunt foarte rare şi scumpe. Se remarcă prin aromă fină şi aciditate mică.

Varietatea Forastero, furnizează 80% din producţia mondială de cacao. Se cultivă în Amazonia (Brazilia, Ecuador), America Latină, Africa de Vest, Java, Sri Lanka. Sunt arbori înalţi, rezistenţi. Boabele produc o aromă slabă, amăruie şi de aceea ele se utilizează în special pentru obţinerea  ciocolatei negre.

Varietatea Trinitario este un hibrid între varietatea Criollo din Trinidad şi Forastero din Amazonia. Se cultivă în Indonezia, Sri Lanka, America de Sud şi insulele Cribbean. Ea asigură 10-15% din producţia mondială de cacao.

6.3.1.3. Componentele de cacao

Aroma ciocolatei este determinată în principal de componentele de cacao utilizate. Deşi rolul masei de cacao şi pudrei de cacao este destul de important, rolul principal îl deţine untul de cacao.

Până acum câţiva ani, fiecare fabrică de ciocolata îşi cumpăra boabele de cacao pe care le procesa până la transformarea lor în masă de cacao.

Această procesare aduce unele dezavantaje cum ar fi:

– preţul de cost este ridicat, prin cumpărarea unor cantităţi relativ mici de boabe;

– instalaţiile de procesare ale boabelor care au o utilizare limitată, trebuiesc

menţinute în funcţiune;

– apariţia riscului microbiologic de la boabe la produsul finit;

– metoda de procesare este ineficientă.

O soluţie evidentă ar fi efectuarea unei expertize la producătorii de cacao. Ei sunt capabili să distribuie boabele la un anumit preţ competitiv.

Argumentul este „tu pierzi aroma specifică a masei tale de cacao” care nu mai este bună.

Producătorii mari de cacao sunt capabili de a reproduce aroma dorită la un preţ acceptabil prin modificarea procesului şi adaptarea amestecurilor de boabe.

În industria ciocolatei se utilizează adesea pudră de cacao nealcalinizată. Aici aroma pudrei este factorul cel mai important, iar culoarea este factorul secundar.

Modelul de aromă dorit se defineşte după unul din criteriile de: cacao, amar, fructe şi astringent şi pe unele arome exogene cum ar fi cea de stafidă (Ecuador, Bahia), de crud (Java, Bahia, Ghana), şuncă (Papua, Noua Guinee) şi chimică (Jamaica).

În tabelul 6.3 se prezintă date privind conţinutul de arome (%) obţinut în condiţiile standard de prăjire în funcţie de originea boabelor de cacao.

 Tabel 6.3  Conţinutul de arome principale (%) al masei de cacao din boabe cu diferite origini

Tip boabe Aromă
Cacao Amar Acid Prăjit Fructe Nuci Pământ Astringent
Coasta de Fildeş 6,0 2,0 2,0 2,0 0,1 4,0 0,5 1,0
Bahia 2,0 4,0 6,0 2,0 0,1 0 3,0 4,0
Ecuador 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 2,0 3,0 3,1
Malaezia 2,0 4,0 8,0 2,0 0,1 0,1 0,5 4,0
Java 2,0 2,0 2,0 4,0 0,1 0,1 0,5 0,5
Caracas 2,6 3,0 2,0 2,0 3,0 3,0 2,5 3,0
Sanchez 1,7 5,0 3,0 2,0 0,1 0,1 5,0 5,0

Prin modificarea profilului de prăjire, cum ar fi curbele de temperaturi din ciclul de prăjire, aromele vor fi mai slabe sau mai puternice. Dacă se execută o umidificare în timpul prăjirii, substanţele volatile se evaporă, rezultând un produs finit cu aromă „fadă”. Temperatura trebuie menţinută la o anumită valoare, astfel încât umiditatea rămasă în boabele prăjite prin măcinare să asigure o vâscozitate suficientă în masa de cacao. Pe de altă parte, temperatura trebuie să fie ridicată pentru a distruge toate microorganismele din boabe. Menţinerea unei temperaturi optime este esenţială la măcinarea boabelor prăjite şi  la depozitarea masei de cacao. Ridicarea rapidă a temperaturii produce arome nedorite. În cacao se estimează un număr de 2000 de componente de aromă din care s-au identificat un număr de 500-600.

Masa de cacao are următoarea compoziţie medie [%]:

– apă                                   –   2,00

– grăsime                           – 55,00

– substanţe proteice         – 10,80

– teobromină                     –   1,50

– zaharuri                           –   1,00

– celuloză                          –   2,70

– amidon                            –   6,20

– pentozani                                   –   1,50

– substanţe tanate                       –   6,00

– acizi organici                  –   2,50

– cenuşă                            –   2,68

– substanţe neazotoase  –   7,70

Pudra de cacao este un produs care se obţine prin presarea masei de cacao

cu sau  fără alcalinizare, în două sortimente de bază cu următoarele compoziţii (tabelul 6.4.)

Tabel 6.4 Compoziţia pudrei de cacao

Component Pudră de cacao
De consum Industrială
Umiditate, max 6,0 5,0
Grăsime, min 22,0 13,0
Celuloză, max 6,5 8,0
Cenuşă totală, max 8,0 6,0

Untul de cacao se prezintă la capitolul de grăsimi

6.3.2. Materiale zaharoase dulci

6.3.2.1. Zahăr şi îndulcitori

Zaharurile cunoscute sub denumirea de carbohidraţi, se împart în 3 grupe mari: monozaharide, dizaharide şi polizaharide.

Există o gamă variată de zaharuri sub formă solidă sau lichidă.

Dintre monozaharide se utilizează dextroza (glucoza), fructoza şi galactoza.

Dextroza este cel mai comun monozaharid natural. Alături  de avantajele binecunoscute ea produce şi un efect răcoritor asupra ciocolatei.

Fructoza se utilizează la ciocolata pentru diabetici.

Galactoza se găseşte cu lactoza în lapte.

Dizaharidele cuprind zaharoza, lactoza şi maltoza.

Zaharoza, cea mai cunoscută dizaharidă este utilizată ca zahăr cristal sau zahăr pudră.

In industria ciocolatei este de preferat o mărunţire cât mai fină a zahărului cristal pentru a minimaliza creşterea vâscozităţii şi a crea o îndulcire mai puternică. Comparativ cu zahărul cristal, zahărul pudră are o suprafaţă totală mai mare. Datorită acestui lucru la utilizarea lui este necesară o cantitate mai mare de unt de cacao pentru atingerea vâscozităţii optime afectând totodată şi aroma. Granulaţia optimă pentru zahărul pudră este următoarea:

–  46-48% <50 μm;

–  64-66% <75 μm;

–  75-78%<100μm.

Prin măcinarea zahărului cristal  se introduc în zahăr şi arome metalice  care  sunt percepute în ciocolata.

Lactoza este utilizată prin intermediul laptelui de vacă în care se găseşte în proporţie de 4,5%.

Maltoza sau siropul de malţ este un dizaharid care se utilizează mai rar în industria ciocolatei.

Dintre polizaharide se utilizează uneori amidonul în produse de ciocolata aromate ca o parte din zahăr, pentru a reduce gustul de dulce.

6.3.2.2. Zaharuri speciale

Siropul de zahăr invertit se obţine prin hidroliza unui sirop de zahăr cu ajutorul invertazei. El este un produs semilichid cu umiditatea de 20% şi cu o putere de îndulcire  mai mare decât a zahărului normal.

Siropul de glucoză se obţine prin hidroliza enzimatică sau acidă a amidonului. Gradul de hidroliză se exprimă prin echivalentul de dextroză (D.E.) care reprezintă capacitatea reducătoare exprimată în dextroză raportată la substanţa uscată.

Substituenţi de zahăr

Se utilizează pentru:

– reducerea valorii energetice;

– obţinerea produselor pentru diabetici;

– reducerea riscului de producere a cariilor dentare.

În această categorie intră alcoolii zahărului (poliolii) pentru care consumul zilnic nu trebuie să depăşească doza de 25g. La o doză mai mare ei au un efect laxativ.

Sorbitolul se găseşte în fructe şi se obţine prin hidroliza amidonului sau a zahărului. Se utilizează sub formă de pudră sau soluţie.

Xilitolul se obţine prin hidrogenarea xilozei rezultate la hidroliza acidă a xilanilor din materiale vegetale cu hemiceluloze (în principal frunze de mesteacăn).

Maltitolul se obţine prin hidrogenarea siropului de maltoză şi glucoză şi se utilizează sub formă de sirop.

Lactitolul se obţine prin hidrogenarea fructozei.

Polidextroza conţine glucoză, sorbitol şi acid citric. Nu este dulce, are valoare energetică de 1kcal/g. şi se utilizează pentru îmbunăţirea proprietăţilor texturale. Când se adaugă în ciocolata este necesară şi o cantitate mică de bicarbonat de amoniu pentru a neutraliza efectul acid. Are efect laxativ la un consum de 90g/zi.

Îndulcitorii pe bază de zahăr se diferenţiază după puterea de îndulcire, vâscozitate şi indice de curgere. Aceste proprietăţi sunt prezentate în tabelul 6.5.

Tabelul 6.5  Proprietăţile îndulcitorilor

Carbohidrat Putere de îndulcire relativă Viscozi tate Indice de curgere Structură Caracte ristici Cod
Zaharoza 100 * * Dizaharid
Lactoza 40 * * Dizaharid
Maltoza 50 + Dizaharid Aromăde malţ
Galactoza 60 * + Monozaharid
Dextroza 70 + + Monozaharid Efect răcoritor
Fructoza 140 ++ + Hexoză
Lycasina 70 * Hexoză Uşor de bitter
Maltitol 90 ++ * Poliol Efect răcoritor E-965
Lactitol 40 ++ * Poliol Efect răcoritor E-966
Sorbitol 50 ++ ++ Poliol Efect răcoritor E-420
Izomalţ 50 Poliol E-853
Manitol 70 * * Poliol E-421
Xilitol 100 + Poliol Efect răcoritor E-967
Polidextroză 0 + Polizaharid Uşor acru

Zaharoza se ia drept standard cu puterea de îndulcire de100.

6.3.2.3. Îndulcitori intensivi

Se utilizează împreună cu substituenţii de zahăr pentru:

  • înlocuirea zahărului;
  • asigurarea gustului potrivit de dulce;
  • reducerea valorii energetice.

Utilizarea acestor îndulcitori este reglementată de legislaţie care stabileşte doza zilnică admisibilă de ingerare (D.I.A.) (tabelul 6.6).

Tabelul 6.6  Proprietăţile îndulcitorilor intensivi

Îndulcitor Puterea relativă de îndulcire Structura D.I.A. [mg/kg corp] Max [mg/zi] adult 60kg Cod
Zaharină 350 Sulfimidă benzoică 0-2,5 150 E-954
Ciclamat 25 Derivat acid sulfamic 0-11 660 E-952
Aspartam 200 Dipeptidă 0-40 2400 E-951
Acesulfam-K 200 Acid aceto acetic 0-9 540 E-950

Există îndulcitori cu putere de îndulcire foarte mare cum ar fi:

taumatina (E 957) cu putere de îndulcire de aproximativ 2000-3000 de ori mai mare decât zaharoza;

dihydrochalcon de neohesperidină (E959) cu putere de îndulcire de aproximativ 1000-1800 de ori mai mare decât zaharoza.

 6.3.3 Materiale grase

Aceste produse sunt cunoscute sub denumirea de uleiuri sau grăsimi în funcţie de starea lor fizică.

Dacă la temperatura de 20°C ele sunt lichide se numesc uleiuri iar dacă la această temperatură sunt solidificate se numesc grăsimi.

Ţările din zona tropicală exportă ulei de palmier, ulei de boabe de palmier, ulei de cocos şi unt de cacao.

În zona temperată se produce ulei de soia, ulei de rapiţă, ulei de floarea soarelui. Aceste trei sisteme grase, împreună cu cele patru sisteme tropicale formează reţetele de bază din industria ciocolatei şi a produselor zaharoase.

În general grăsimile sunt constituite dintr-o moleculă de glicerol şi trei molecule de acid gras formând trigliceridele; digliceridele din glicerol şi două molecule de acizi graşi; monogliceridele din glicerol şi o moleculă de acid gras.

În uleiurile naturale se găsesc cantităţi diferite de acizi graşi (de la 10 la 100 molecule) cu un anumit rol tehnologic.

În consecinţă o grăsime naturală cum este untul de cacao este de fapt un amestec cu un număr mare de trigliceride comparativ cu o substanţă pură constituită dintr-un singur tip de molecule.

Acizii graşi se clasifică pe baza unor caracteristici cum ar fi:

– lungimea lanţului;

– natura radicalului hidrocarbonat.

În funcţie de lungimea lanţului sunt acizi graşi cu lanţuri scurte care conţin mai puţin de 10 atomi de carbon şi acizi cu lanţuri lungi care conţin mai mult de 10 atomi de carbon. Lungimea lanţului şi punctul de topire al acizilor graşi sunt în relaţie directă. Cu cât lanţul este mai lung, cu atât punctul de topire este mai ridicat (tabelul 6.7)

 Tabel 6.7 Punctele de topire ale acizilor graşi saturaţi

Acid gras Formula Punct de topire, °C
Acid butiric C4H8O2 -8
Acid caproic C6H12O2 -4
Acid caprilic C8H16O2 16
Acid capric C10H20O2 31
Acid lauric C12H24O2 44
Acid miristic C14H28O2 54
Acid palmitic C16H32O2 63
Acid stearic C18H36O2 70
Acid arahidonic C20H40O2 75
Acid behenic C22H44O2 80

Untul de cacao, uleiul de cocos şi uleiul de boabe de palmier au cantităţi relativ mari de acizi graşi cu lanţuri scurte, care sunt volatili.

Acidul butiric este un acid specific grăsimii din lapte.

Acizii graşi cu lanţuri lungi (> 18 atomi de carbon) se găsesc mai ales în uleiul de: arahide, rapiţă şi animale marine. Acizii graşi cu lanţuri foarte lungi (> 26 atomi de carbon) se găsesc în substanţele obişnuite.

În funcţie de natura radicalului hidrocarbonat sunt acizi graşi saturaţi şi nesaturaţi.

Cei mai cunoscuţi acizi graşi saturaţi sunt acidul stearic şi palmitic, ultimul găsindu-se într-un număr mare de grăsimi.

Acizii graşi nesaturaţi se împart în acizi mono şi polinesaturaţi. Acizii graşi cu lanţuri care conţin două sau mai multe duble legături sunt acizi graşi polinesaturaţi. La aceeaşi lungime a lanţului de carbon un acid gras saturat are un punct de topire mai ridicat decât unul nesaturat; creşterea numărului de duble legături duce la scăderea punctului de topire (tabelul 6.8.)

Acizii graşi nesaturaţi sunt lichizi la temperatura camerei. O proprietate importantă a acizilor graşi nesaturaţi este susceptibilitatea lor la oxidare (oxigenul se combină cu carbonul dublei legături) care se măreşte odată cu creşterea numărului de duble legături.

 Tabel 6.8 Punctele de topire la câteva tipuri de acizi graşi

Acidul gras Formula Tipul Punct de topire, °C
Acid palmitic C16H32O2 Saturat +63
Acid stearic C18H36O2 Saturat +70
Acid oleic C18H34O2 Mononesaturat +16
Acid linoleic C18H32O2 Polinesaturat -5
Acid linolenic C18H30O2 Polinesaturat -11

Oxidarea este o reacţie nedorită care produce alte arome, arome nedorite şi râncezire. Oxidarea trebuie luată în consideraţie la depozitarea uleiurilor şi grăsimilor.

Uleiurile marine sunt cunoscute prin numărul ridicat de acizi graşi polinesaturaţi.

Pentru a reprezenta numărul de legături duble din acidul gras se utilizează următoarea notaţie:

C16:0  – acid palmitic saturat;

C18:1  – acid oleic, o legătura dublă;

C18:2 –  acid linoleic, două duble legături;

C18:3 –  acid linolenic, trei duble legături.

Moleculele nesaturate pot diferi prin:

  • numărul de legături duble;
  • poziţia dublelor legături;
  • forma cis- sau trans.

care au o influenţă considerabilă asupra punctelor de topire ale acizilor graşi.

  • Odată cu creşterea numărului de legături duble se micşorează valoarea punctului de topire şi se măreşte susceptibilitatea la oxidare;
  • Dublele legături pot fi izolate sau conjugate. Punctul de topire la acidul gras cu duble legături conjugate este aproximativ cu 25°C mai ridicat decât la acidul gras cu acelaşi număr de atomi de carbon cu duble legături izolate;
  • Configuraţiile cis- sau trans- (cis- la majoritatea acizilor graşi din uleiuri naturale,trans-la acizi graşi din uleiuri şi grăsimi hidrogenate) sunt prezentate în Fig.6.2.

În funcţie de forma lor (cis- sau trans-) acizii graşi cu aceeaşi formulă moleculară au denumiri diferite. De axemplu, acidul gras C18 în forma cis se numeşte acid oleic în timp ce forma trans- se numeşte acid elaidic.

Forma cis                Forma trans

Fig.6.2 Reprezentare schematică a formelor cis- şi trans-

Forma influenţează împachetarea moleculelor în cristal şi în consecinţă punctul de topire. Punctul de topire al formei cis- este mai mic decât al formei trans-.

6.3.3.1. Compoziţia uleiurilor şi grăsimilor

Partea majoritară a uleiurilor sau a grăsimilor naturale este formată din trigliceride, în timp ce partea minoritară este formată din acizi graşi liberi, glicerol, monogliceride, digliceride şi substanţe de însoţire.

Diferenţele considerabile în proprietăţile chimice şi fizice care apar în anumite grăsimi naturale sunt determinate de numărul specific de trigliceride conţinut în grăsime.

Proprietăţile grăsimii sunt determinate de proprietăţile celor 20-25 acizi graşi prezenţi în mod obişnuit.

Grăsimile au compoziţii diferite în acizi graşi din următoarele motive:

– acizii graşi, similari ca tip, diferă prin raportul de amestec (tabel 6.9);

– moleculele grase pot conţine mai mult de trei acizi graşi diferiţi;

– acizii graşi se pot lega de molecula glicerolului în diferite poziţii.

 Tabel 6.9 Compoziţia în acizi graşi la unele grăsimi obişnuite

Denumire C12 C14 C16 C18 C18:1 C18:2
Ulei rapiţă 4 1,5 63 20
Ulei floarea soarelui 6,5 5 23 63
Ulei palmier 40 5 40,5 2
Ulei soia 10 3,5 21 56
Ulei cocos 47 17,5 9 2,5 7 2,5
Ulei boabe palmier 48 16 8 2,5 15,5 2,5
Unt de cacao 26 35 34 3

Din tabelul 6.9 se constată că uleiul de rapiţă, floarea soarelui, soia şi palmier conţin cantităţi mici de  acizi graşi cunoscuţi.

Spre deosebire de alte uleiuri, uleiul de cocos şi de boabe de palmier conţine cantităţi mari de acid lauric (C12).

Molecula de glicerol se poate combina cu unul, doi sau trei acizi formând legături în poziţia 1, 2 şi 3, poziţiile 1 şi 3 fiind egale.

Trigliceridele cu acelaşi număr de acizi graşi care se leagă de glicerol în diferite poziţii cu puncte de topire diferite (tabelul 6.10.).

Trei acizi graşi se pot combina formând opt trigliceride diferite.

În tabelul 6.10 se arată combinaţiile care se pot face cu acidul oleic (O), acidul palmitic (P) şi acidul stearic (S); în paranteze sunt date valorile punctelor de topire în °C.

Tabel 6.10 Combinaţiile acidului oleic (O), palmitic (P) şi stearic (S)

PPP (65)
PPS (62) POP (37)
PSP PPO (34)
SSP PSO (36) OOP (19)
SPS SPO (39) OPO
POS OOS (23) OOO
SSS (72) SSO OSO
SOS

Trigliceridele cu acizi graşi saturaţi în poziţia 1 şi 3 şi acidul gras nesaturat în poziţia 2 se numesc trigliceride simetrice. Exemple: POP, POS, SOS.

Aceste trigliceride ocupă mai mult de 80% din masa untului de cacao şi se caracterizează prin proprietăţi specifice.

Procentul ridicat din aceste trigliceride speciale prezente în untul de illipe şi untul de shea  urmăresc utilizarea lor ca echivalent de unt de cacao (CBES).

Clasificarea uleiurilor şi grăsimilor

Uleiurile şi grăsimile naturale se pot clasifica după:

– provenienţă;

– comportare fizică;

– utilizare (aplicaţie);

– compoziţie chimică.

În tabelul 6.11 se prezintă câteva caracteristici şi utilizări ale uleiurilor şi grăsimilor vegetale mai cunoscute.

Tabel 6.11 Uleiuri şi grăsimi vegetale (caracteristici şi utilizări).

Tip ulei/grăsime Caracteristici Utilizări
Ulei de cocos

Ulei de boabe de palmier

î ~45-50% C12:0

î Conţinut mic de acizi graşi nesaturaţi

î Punct de topire relativ scăzut

î Interval mare de topire

Ê Grăsimi comestibile

Ê Săpun

Ulei de măsline

Ulei de nuci măcinate

Ulei de porumb

Ulei de susan

Ulei de floarea soarelui

Ulei de şofran

Ulei de bumbac

î Cele mai multe grupe de acizi

î max 25% acizi graşi saturaţi

î ~75-90% (C18:1 + C18:2)

î Lichid la temperaturi scăzute

î Stabilitate relativ bună la oxidare datorită conţinutului scăzut de C18:3(<2%)

Ê Grăsimi comestibile
Ulei de soia

Ulei de rapiţă*

î  Procent ridicat de C18:1 şi C18:2 la care se adaugă un procent ridicat de C18:3 (>7%) Ê Grăsimi comestibile
Ulei de in î  Stabilitate relativ scăzută la oxidare Ê Lacuri şi vopsele
Ulei de palmier î  ~40% C16:0 Ê Grăsimi comestibile
Unt de cacao

Unt de illipe**

Unt de shea***

î  ~40-60% (C16:0 + C18:0)

î  Conţinut ridicat de grăsimi simetrice cu un acid gras nesaturat şi doi acizi graşi saturaţi

î  Cel mult două grăsimi cu trei acizi graşi saturaţi

î  Intervale mari de topire

Ê Ciocolata

Ê Produse farmaceutice

* rapiţă cu conţinut scăzut de acid erucic, obţinută prin metode moderne de cultivare;

** unt de illipe – se obţine din seminţele arborelui „shorea stenoptera”

*** unt de shea – se obţine din nucile arborelui „Karite”

6.3.3.2. Proprietăţile fizice ale uleiurilor şi grăsimilor

Proprietăţile fizice ale uleiurilor şi grăsimilor sunt influenţate în principal de tipurile de acizi graşi conţinuţi şi joacă un rol important în caracterizarea şi obţinerea produselor.

Aceste proprietăţi sunt următoarele:

– densitatea;

– comportarea la topire şi solidificare;

– intervalul de topire şi solidificare;

– capacitatea calorică specifică;

– căldura de topire, solidificare şi cristalizare;

– conţinutul de grăsime solidă;

– viteza de cristalizare.

Densitatea se exprimă în kg/dm3. Uleiurile şi  grăsimile având o densitate de circa 0,9kg/dm3 , sunt mai uşoare decât apa.

În tabelul 6.12 se prezintă variaţia densităţii uleiului de soia în funcţie de temperatură.

Tabel 6.12 Variaţia densităţii uleiului de soia la diferite temperaturi

Temperatura , [°C] Densitatea, [kg/dm3]
0 0,94
25 0,92
50 0,90
75   0,885
100 0,87

6.3.3.3. Comportarea la topire şi solidificare

Fiecare acid gras are punctul său de topire funcţie de lungimea şi tipul lanţului, cu alte cuvinte dacă sunt saturaţi sau nesaturaţi.

La o lungime mai mare a lanţului corespunde un punct de topire mai ridicat, la un număr mai mare de legături nesaturate prezente în acidul gras corespunde un punct de topire mai scăzut. La aceeaşi lungime a lanţului, un acid polinesaturat are un punct de topire mai scăzut decât un acid gras mononesaturat.

Punctele de topire ale grăsimilor (glicerol şi trei acizi graşi) sunt în corelaţie cu conţinutul de acizi graşi.

Totuşi, grăsimile naturale cu diferite compoziţii se topesc la temperaturi mai mici decât punctul lor specific de topire.

În general grăsimile cu lanţuri scurte sau nesaturate au puncte de topire sub temperatura camerei. La temperatura camerei ele sunt lichide şi se numesc uleiuri. Grăsimile cu lanţuri multe sau saturate au puncte de topire mai ridicate decât temperatura camerei şi de aceea sunt solide la această temperatură.

Grăsimile utilizate în industrie au puncte de topire cuprinse  între 30-45°C, în timp ce grăsimile speciale au puncte de topire la temperaturi de 65°C. Aceste grăsimi cu temperaturi ridicate se utilizează ca agenţi de emulsionare la prepararea mono şi digliceridelor .

6.3.3.4. Intervalul de topire şi solidificare

În funcţie de tipul moleculelor grase, o grăsime are diferite puncte de topire care se găsesc pe un interval de temperatură, comparativ cu apa care se topeşte şi se solidifică numai la aceeaşi temperatură de 0°C.

Când un bloc de grăsime se încălzeşte treptat, moleculele de grăsime cu puncte de topire mai scăzute  se vor lichefia primele. Înmuierea blocului arată că are loc topirea dar grăsimea topită (uleiul) este înconjurată de grăsimea solidă. Este necesară o prelungire a încălzirii pentru ca toate particulele grase să se lichefieze gradual, inclusiv cele cu puncte de topire mai ridicate.

Solidificarea este inversul topirii. În grăsimea lichidă, cristalele se formează gradual şi închid lichidul (uleiul nesolidificat) formând grăsimea solidă.

Termenii de cristalizare şi solidificare sunt sinonimi. Uneori cristalizarea este un proces controlat care urmăreşte obţinerea de cristale, în timp ce solidificarea urmăreşte obţinerea produsului solid care este de fapt rezultatul cristalizării.

În tabelul 6.13. sunt prezentate intervalele de topire şi solidificare la unele grăsimi.

Tabel 6.13. Intervale de topire şi solidificare la grăsimi vegetale

Tip grăsime Interval de topire, [°C] Interval de solidificare, [°C]
Unt de cacao 31-35 Funcţie de temperare
Ulei de palmier 37-43 Funcţie de răcire
Ulei de cocos 24-27 23-19
Ulei de boabe de palmier 27-30 23-20

Capacitatea calorică specifică este cantitatea de căldură necesară pentru a ridica temperatura unui gram de substanţă cu 1°C . În cazul uleiului ea este de circa 2,1 J/g, în timp  ce la apă este de 4,2 J/g.

 Căldura de topire şi solidificare

Căldura de topire este cantitatea de căldură necesară pentru a topi 1 g de cristale grase şi este de circa 210 J/g. pentru solidificare este necesară aceeaşi cantitate de căldură.

Conţinutul de grăsime solidă

Grăsimea deşi seamănă a fi complet solidă ea mai conţine un procent de ulei închis în cristalul grăsimii. Pentru determinarea grăsimii solide se utilizează RMN-ul. Conţinutul de grăsime solidă se modifică cu temperatura. El creşte când grăsimea este răcită şi scade când se încălzeşte. În fig. 6.3. se prezintă relaţia dintre conţinutul de grăsime solidă funcţie de temperatură.

Fig. 6.3. Conţinutul de grăsime solidă/temperatură la untul de cacao şi la uleiul hidrogenat din ulei de boabe de palmier

6.3.3.5. Cristalizarea

În industria produselor tip margarină, ciocolata şi unt este necesar ca aceste uleiuri sau grăsimi să formeze cristale stabile cu reţele cristaline puternice.

Puterea reţelei cristaline poate fi influenţată prin:

– alegerea uleiului sau grăsimii din compoziţia amestecului;

– condiţiile de temperatură din timpul răcirii.

Procesul de cristalizare poate fi explicat pe baza transformării apei (sau cristalizare) în gheaţă. În timpul acestui proces moleculele de apă aranjate ordonat, una după alta şi împachetate nu se pot mişca liber. Toate moleculele din apă sunt asemănătoare şi se leagă în cristale formând reţeaua cristalină.

Cristalizarea grăsimii cum ar fi transformarea uleiului în fază grasă este un proces mai complicat. Fiecare grăsime are un număr de molecule care se combină cu acizi graşi formând lanţuri cu lungimi diferite şi cu un număr de legături nesaturate care se împachetează formând mai greu un pachet neegal.

Polimorfismul

O grăsime se consideră polimorfică când cristalizează în diferite forme cristaline. Polimorfismul are loc când sunt prezente diferite forme structurale toate având puncte de topire specifice şi ocupând un anumit spaţiu.

Grăsimea se modifică pe diferite căi pentru a găsi forma cristalină stabilă când, spontan are loc procesul de solidificare sau printr-un pretratament, cum ar fi temperarea.

La depozitare, grăsimea sau produsele grase mai devreme sau mai târziu se transformă dintr-o formă cristalină în alta (dar niciodată din cea stabilă în cea mai puţin stabilă), modificând volumul cristalului şi conducând la albirea grasă. Untul de cacao şi grăsimile care au o structură în trigliceride similară sunt cunoscute pentru caracteristicile lor polimorfice.

Viteza de cristalizare

După viteza de cristalizare, unele grăsimi cristalizează foarte uşor şi rapid (ulei de cocos şi ulei din boabe de palmier) în timp ce altele necesită un timp mai lung (ulei de palmier). Viteza de cristalizare a grăsimilor se corelează cu compoziţia lor. O grăsime cu molecule grase mai multe sau mai puţine, similare ca formă vor avea o împachetare mai bună şi în consecinţă o viteză mai mare de cristalizare decât grăsimea cu molecule grase diferite. Grăsimile care cristalizează mai rapid necesită o încălzire mai puţin intensă şi vice-versa. Lecitina întârzie procesul de cristalizare.

Recristalizarea

În anumite condiţii de depozitare pot avea loc modificări în structura cristalelor de grăsime sau din produs cu mărirea conţinutului de grăsime, fenomen numit recristalizare. O creştere a temperaturii poate face ca o parte dintre trigliceride să se topească în timp ce la o scădere a temperaturii poate duce la solidificarea altora. Grăsimile din produse depozitate în magazine, chioşcuri, bucătării se topesc şi se solidifică datorită condiţiilor fluctuante de temperatură. În cele mai extreme condiţii untul se va topi aproape complet şi apoi se va solidifica devenind o substanţă cu cristale mari; ciocolata va deveni albicioasă, cristalele vor fi mari şi tari, în timp ce uleiul de palmier se va separa rapid într-o fracţiune solidă şi una lichidă.

Recristalizarea poate avea loc şi la fluctuaţii mici de temperatură, cum este cazul untului de cacao, în  care se manifestă ca o albire grasă.

Temperarea

Untul de cacao este o grăsime specială care are o compoziţie formată din (>80%) trigliceride simetrice (POP 7%, POS 53%, SOS 18,5%) cu puncte de topire care nu sunt apropiate.

În timpul solidificării moleculele grase formează o structură dezordonată (desfăcută) sau o structură împachetată (fixă). Grăsimile cu moleculele aranjate în pachete ordonate sunt stabile, în timp ce grăsimile aranjate în pachete desfăcute mai devreme sau mai târziu tind să se aranjeze mai bine (recristalizare).

Dacă untul de cacao şi în consecinţă ciocolata se răceşte nerespectând anumite condiţii, cea mai mare parte va cristaliza în forma instabilă alpha. Acest lucru va conduce la o ciocolata cu defecte cum ar fi contracţie minimă, sensibilitate mare la o apăsare cu degetul şi un efect răcoritor slab.

De aceea, pentru procesul de cristalizare este foarte important ca untul de cacao să cristalizeze în forma beta stabilă. Cristalele beta au un punct de topire relativ ridicat şi de aceea untul de cacao sau ciocolata trebuie mai întâi încălzită cu atenţie pentru a se topi forma alpha (p.t. 19°C) menţinându-se astfel forma beta (34°C) care prin răcire ulterioară favorizează cristalizarea într-o formă stabilă. Acest proces se numeşte temperare iar cristalele beta, sunt agenţi de însămânţare sau de cristalizare

6.3.3.6. Înlocuitori de unt de cacao

Încă din 1930 înlocuitorii de unt de cacao (CBAs) joacă un rol foarte important în industria ciocolatei, din motive economice şi tehnologice. Unii sunt identici cu untul de cacao din punct de vedere chimic privind identitatea compoziţiei în acizi graşi şi gliceride în timp ce alţii sunt identici în comportarea fizică având aceleaşi proprietăţi de topire la masticaţie şi din punct de vedere al consistenţei. Din primul grup fac parte echivalenţii de unt de cacao (CBEs) iar din cel de-al doilea grup înlocuitorii de unt de cacao (CBRs) şi substituenţii de unt de cacao (CBSs).

CBEs sunt compuşi obţinuţi dintr-o fracţiune de ulei de palmier cu un procentaj ridicat de trigliceride simetrice de tip POP şi o fracţiune de grăsimi exotice cum ar fi untul de illipe sau de shea care conţin în principal trigliceride de tip SOS.

CBRs se obţin prin amestecarea fracţiunilor de uleiuri hidrogenate,  uzual, din boabe de soia, rapiţă, bumbac şi fracţiunea uşoară a uleiului de palmier.

CBSs se obţin din uleiuri de boabe de palmier care uneori se amestecă cu ulei de nuci de cocos.

6.3.3.7. Modificări ale uleiurilor şi grăsimilor

Aceste modificări pot avea efecte favorabile sau adverse asupra mirosului, aromei şi a valorii nutritive a produselor cu conţinut ridicat de grăsimi.

Deteriorarea grăsimii se produce datorită reacţiilor fizice sau chimice din produs.

Exemple de modificări fizice:

  • absorbţia mirosurilor străine de către grăsimea din ambalaj, fenomen cunoscut ca alterare;
  • modificări în aspectul şi consistenţa grăsimii datorită variaţiei de temperatură; ca rezultat al recristalizării apare albirea grasă;

Exemple de modificări chimice:

  • râncezirea oxidativă;
  • râncezirea lipolitică (hidrolitică).

 6.3.3.7.1. Râncezirea oxidativă

 Uleiurile şi grăsimile rafinate corect sunt deschise la culoare, fără miros şi fără gust.

Uleiurile instabile vor dezvolta mirosuri şi/sau arome  caracteristice imediat după rafinare.

Râncezirea uleiurilor şi grăsimilor se datorează unui grad mare de oxidare a lor. Oxidarea are loc numai la acizii graşi nesaturaţi liberi sau legaţi într-o trigliceridă.

Procesul de oxidare al grăsimilor este un proces complex care se bazează pe legarea oxigenului de lanţurile acizilor graşi. Temperatura mai ridicată grăbeşte reacţia, care va fi accelerată chiar mai mult în prezenţa cuprului şi/sau altor metale grele, a aerului sau când grăsimea este expusă la lumină, în special la cea ultravioletă.

Pentru a preveni aceste reacţii la depozitare în tancuri se iau următoarele măsuri:

  • toate uleiurile şi grăsimile se vor depozita la o temperatură cu 5% mai ridicată decât punctul de topire al uleiului sau grăsimii;
  • se vor evita încălzirile locale (apa fierbinte este cel mai bun mediu de încălzire);
  • toate armăturile şi anexele tancului nu se confecţionează din cupru;
  • tancurile trebuie să fie complet goale înainte de reumplere deoarece un strat din grăsimea veche se amestecă în timp cu grăsimea nouă şi va micşora stabilitatea oxidativă.
  • se va preveni intrarea aerului în grăsimea pompată.

Untul de cacao este o grăsime stabilă care nu se oxidează uşor, comparativ cu altele, cum ar fi uleiul de soia.

6.3.3.7.2. Hidroliza lipolitică

O trigliceridă prin hidroliză se desface în glicerol şi trei acizi graşi în prezenţa apei la o temperatură mai ridicată şi cu ajutorul lipazei. Acest proces în majoritatea cazurilor este nedorit din următoarele motive:

  • hidroliza conduce la modificări de culoare, aromă, în special la formare de acizi cu lanţuri scurte care sunt volatili.

Râncezirea dezvoltată în unt se datorează formării acidului butiric liber în timp ce uleiul de boabe de palmier va dobândi o aromă de săpun şi uneori aromă nedorită în margarină sau în produse cremoase.

  • un număr mai mare de acizi graşi liberi şi în consecinţă prezenţa monogliceridelor şi digliceridelor poate influenţa negativ comportarea la solidificare şi consistenţa produsului finit.
  • grăsimile cu acizi graşi cu lanţuri lungi vor dezvolta arome nedorite deşi se obţin în condiţii cu pH ridicat (alcalin).
  • apariţia mirosurilor nedorite, deşi aromele sunt încă bune, se datorează acizilor graşi liberi care sunt mai susceptibili la oxidare decât acizii graşi legaţi în trigliceride.
  • deoarece acizii graşi oxidaţi sunt percepuţi prin miros mai rapid decât acizii graşi neoxidaţi, prezenţa lor este sesizată la o concentraţie relativ mică.

Uneori prezenţa acizilor graşi liberi este dorită de exemplu la prepararea caşcavalului cu mucegai unde acizii graşi liberi din lapte în prezenţa mucegaiurilor/fungilor sunt transformaţi în arome (metil cetone) care sunt importante pentru acest produs. În industria ciocolatei este de dorit un grad mare de hidroliză a grăsimii din lapte.

Antioxidanţi

În grăsimi sunt câţiva antioxidanţi naturali cum ar fi vitamina E (tocoferolul) gossipolul şi sesamolul. Uneori mulţi antioxidanţi sunt sensibili la temperatură, se descompun la încălzire şi îşi pierd calităţile de protecţie.

Uneori se adaugă antioxidanţi naturali sau sintetici pentru a mări stabilitatea de oxidare a uleiurilor la depozitare.

În alegerea sistemului gras se ţin cont de următoarele criterii:

  • tăria sau consistenţa;
  • temperatura de stabilitate;
  • sensibilitatea la gust;
  • luciul (imediat sau după răcire);
  • stabilitatea luciului;
  • menţinerea formei;
  • aroma;
  • stabilitatea aromei;
  • gustul gras şi de ceară;
  • cristalizarea (condiţii de temperare);
  • viteza de cristalizare;
  • dimensiunile cristalelor;
  • comportarea faţă de alte grăsimi;
  • contracţia la răcire.

La prepararea masei de ciocolata CBSs-ul cel mai utilizat este uleiul de boabe de palmier care prezintă următoarele caracteristici: cristalizare rapidă, fără temperare; compatibilitate slabă cu untul de cacao; legarea de sorbitan tristearat (STS) pentru menţinerea formei; utilizat mai ales în zonele cu temperaturi ridicate.

Amestecurile de fracţiuni de uleiuri hidrogenate de palmier, soia, rapiţă şi/sau bumbac sunt o alegere bună. Ele sunt CBRs-uri cu comportări  la topire asemănătoare cu untul de cacao având următoarele caracteristici: cristalizare foarte rapidă, fără temperare; compatibilitate limitată cu untul de cacao, mai susceptibili la fluctuaţiile de temperatură decât untul de cacao sau CBSs şi comparativ cu grăsimea din lapte, puţin tolerante.

Uleiul hidrogenat de boabe de palmier are cel mai mic preţ. Această grăsime are o consistenţă puţin mai moale şi un punct de topire egal cu untul de cacao pentru aceeaşi consistenţă. La masticaţie se topeşte mai încet.

Aceste tipuri definite ca CBRs se utilizează mai ales în industria panificaţiei.

Caracteristici: cristalizare rapidă, fără temperare, compatibilitate slabă cu untul de cacao, adaos de STS pentru menţinerea formei.

6.3.4. Compuşi şi nuclee din lapte

Lapte praf

Cel mai utilizat este laptele praf integral şi degresat. Laptele praf integral are cel puţin 25% grăsime iar cel degresat max 1,5% grăsime.

Prin procedeele moderne de concentrare şi uscare se obţine lapte praf integral cu mai mult de 30% grăsime liberă.

Ciocolata în care laptele praf integral este înlocuit cu lapte praf degresat şi unt, ulei sau cremă concentrată este în mod obişnuit mai moale deoarece toată grăsimea din lapte este liberă.

Această ciocolata este susceptibilă   la migrarea grăsimii.

Se recomandă ca umiditatea laptelui praf să fie de 2,5-3,5%. La procente mai scăzute apare un risc mărit de oxidare iar la peste 3,5% au loc reacţii Maillard care duc la o creştere nedorită a vâscozităţii. Laptele praf cu umiditate ridicată necesită  un timp mai lung de conşare. Laptele praf „brânzit” dă o aromă de brânză şi o textură aspră în ciocolata, în special la ciocolata albă.

Grăsime de lapte/grăsime de unt

Grăsimea de lapte este o grăsime specială care este îmbogăţită în acizi graşi cu lanţuri scurte, care includ cantităţi mari de acid butiric.

Această grăsime va produce un miros şi o aromă mai pronunţată dar este mai uşor susceptibilă la râncezirea oxidativă.

Untul are 80% grăsimi şi restul apă. Grăsimea de unt este echivalentă cu untul concentrat sau untul fără apă. Această grăsime se adaugă la ciocolata preparată cu lapte praf degresat.

Grăsimea de unt se poate adăuga în ciocolata pentru:

  • consistenţă mai moale la masticaţie;
  • aromă de cremă mai pronunţată;
  • prevenirea albirii grase.

Lapte bloc

Laptele bloc se obţine prin uscarea la presiuni mici a unui amestec de lapte condensat şi zahăr, urmată de măcinarea acestuia. Compoziţia brută este de 50% lapte şi 50% zahăr. Prin utilizarea unei presiuni mici la uscare se păstrează aroma de lapte integral.

Zer praf

Zerul fluid, subprodus de la fabricarea brânzeturilor, care are în compoziţie cazeină, lactoză şi substanţele minerale, este condensat şi uscat pentru obţinerea zerului praf.

Zerul praf are în compoziţie proteine la nivelul laptelui degresat şi lactoză până la 80%. Există zer praf normal care are un gust uşor sărat şi zer praf demineralizat care are o aromă mai slabă, dar fără gust sărat.

Lactoza

Lactoza sau zahărul din lapte este un dizaharid cu putere relativă de îndulcire de 40% comparativ cu cea a zahărului normal. Acest lucru permite înlocuirea cu până la 5% a zahărului din reţetă care conduce la obţinerea unei ciocolate mai puţin dulci. Lactoza nu este higroscopică, previne formarea aglomerărilor, măreşte aroma şi reduce riscul albirii zaharoase.

Amestecuri de pudre lactate

Preţul ridicat al laptelui praf a condus la obţinerea amestecurilor lactate cum sunt cele de pudre lactate. Acestea sunt amestecuri de produse lactate combinate pentru a se obţine pudre lactate care au o structură similară cu a laptelui praf normal. Ca ingrediente se utilizează zer praf, proteine din zer, ultrafiltrat şi permeat. Grăsimea din lapte poate fi înlocuită cu grăsimi vegetale pentru utilizare la umpluturi sau la aromatizarea produselor de ciocolata.

Nucleu din lapte

Utilizarea nucleului ca materie primă este tipică pentru fabricarea ciocolatei cu lapte, dar nu exclusiv, în Marea Britanie. Nucleul este un amestec de lapte integral, zahăr şi masă de cacao la care s-a îndepărtat apa. Acest procedeu s-a dezvoltat ca o formă de conservare a laptelui. Astăzi nucleul din Marea Britanie este un ingredient standard la fabricarea ciocolatei cu lapte.

El se prepară prin condensarea laptelui cu zahăr, urmată de amestecarea cu masă de cacao şi uscarea amestecului sub vid până la o umiditate <  1%.

Compoziţia nucleului este în general următoarea:

  • 53-58% zahăr (-uri);
  • 32-38% componente din lapte (≈ 25% grăsime din lapte);
  • 5-14% masă de cacao;
  • 1-2% umiditate.

Prin utilizarea masei de cacao se introduc antioxidanţi naturali care contribuie la menţinerea conservabilităţii nucleului cel puţin un an de zile păstrat la rece în spaţii cu umiditate relativă scăzută.

Aroma caracteristică a nucleului este asemănătoare cu cea de caramel şi lapte fiert ca rezultat al reacţiilor Maillard. Aceste reacţii au loc în funcţie de următorii factori:

  • principiul de evaporare şi uscare al instalaţiei;
  • condiţiile de procesare (temperatură, timp);
  • conţinut de zahăr;
  • tipul masei de cacao (tipul boabelor de cacao, procesul de prăjire);
  • tipul de lapte.

Procesare

La fabricarea ciocolatei cu lapte, nucleul poate fi măcinat şi amestecat cu unt de cacao (o parte din el poate fi înlocuit cu CBE) şi emulgator.

De exemplu, din nucleu 79%, unt de cacao 16%, CBE 5%, lecitină şi arome se obţine ciocolata cu următoarea compoziţie:

  • zahăr 44%;
  • componente de cacao 22,5% (grăsime liberă uscată de cacao 2,25% şi unt de cacao 19,25%);
  • componente de lapte 28% (grăsime liberă uscată din lapte 20,20% şi grăsime de lapte 7,80%);
  • grăsimi vegetale (CBE) 5%;
  • lecitină, arome 5%
  • conţinut de grăsime totală >32%.

Pentru mărirea procentului de componente de cacao se poate mări doza de masă de cacao  sau de pudră de cacao sau se poate micşora doza de CBE adăugată. Când nucleul este fiert şi uscat sub vid se pierd o parte din acizii volatili şi din aromele nedorite. Prin utilizarea acestuia se reduce timpul de conşare cu 40-50% dar nu sunt afectate celelalte etape ale procesului tehnologic al ciocolatei.

Comportarea fizică

Nucleul utilizat în locul laptelui praf modifică proprietăţile reologice ale ciocolatei. În afară de diferenţele de arome, apar şi diferenţe ale limitei de curgere.

Utilizarea nucleului depinde de:

– dificultatea îndepărtării umidităţii reziduale;

– grăsimea de lapte inclusă în nucleu;

– zahărul prezent într-o formă amorfă (dovada prospeţimii nucleului);

– distribuţia granulometrică diferită de restul ciocolatei.

 6.3.5. Emulgatori

Sunt substanţe care leagă faza apoasă de faza grasă sau pătrund între moleculele grăsimii modificând comportamentul acestora.

În industria ciocolatei se utilizează lecitina care realizează primul efect şi sorbitan tristearatul (STS) care coboară punctul de topire al grăsimii şi/sau întârzie albirea grasă.

6.3.5.1. Lecitina de soia (E 322)

Lecitina este o substanţă grasă care pentru industria ciocolatei se obţine din boabe de soia. Ea se mai găseşte în gălbenuş de ou, ulei de rapiţă, seminţe de floarea soarelui şi boabe de porumb.

Lecitina este un fosfolipid (fig. 6.4) şi anume o trigliceridă în care un acid gras este înlocuit de o grupare a acidului fosforic care se leagă cu colina, inozitolul, etanol amina, serina şi glicerolul. Fiecare component al ei are efecte specifice.

Fig. 6.4 Formula structurală a lecitinei

A- acid gras; B- glicerol; A+B – partea lipofilă; C- gruparea acidului fosforic; C+X- partea hidrofilă; X- variabilă cu implicaţii majore în comportament.

Dacă    X= hidrogen, atunci C+X este acid fosforic;

X= colină, atunci A+B+C este fosfatidil colina, cel mai frecvent fosfolipid (lecitina);

X= etanolamina, inozitolul sau serina care va conduce la formarea altor fosfolipide

Datorită structurii grase lecitina este solubilă în grăsimi în timp ce datorită grupării acidului fosforic este solubilă în apă. De aceea, lecitina este utilizată ca emulgator în margarină şi maioneze fiind capabilă să încorporeze grăsimea printr-o emulsionare cu apa.

Introdusă în ciocolata lecitina influenţează foarte puternic proprietăţile reologice ale acesteia (fig. 6.5). În practică se adaugă lecitină în proporţie de 0,2-0,5%, uzual 0,3% pentru ciocolata neagră şi 0,5% pentru ciocolata cu lapte.

Dacă apa este capabilă să se combine cu lecitina la  temperaturi (>60°C), iar o parte din ea se evaporă, se recomandă ca lecitina să se adauge la o temperatură mai mică în ultimele 30 min ale procesului de conşare. Adaosul de lecitină în fazele primare ale conşării întârzie realizarea umidităţii optime.

Fig. 6.5 Variaţia proprietăţilor reologice ale ciocolatei la adaos de lecitină.

σ-limita de curgere Casson, η-vâscozitate Casson.

După graficul din fig.1.5. se observă că valoarea limitei de curgere creşte la un adaos de lecitină >0,2%.

6.3.5.2. Substituenţii  lecitinei de soia

Nu există garanţia că lecitina comercială din ulei de soia se obţine exclusiv din plante de soia nemodificate genetic.

Pentru cei care doresc să declare absenţa modificărilor genetice ale uleiurilor (GMO) este favorabil un substituent numit „lecitina YN” (fig.6.6) sau fosfatida de amoniu (E442), un amestec de săruri ale acizilor fosfatidici obţinute din grăsimile corespunzătoare. Nu se utilizează mai mult de 10g/kg.

Fig. 6.6. Formula structurală a lecitinei YN

Emulgatorul poliglicerol-poliricinoleatul (PGPR) (E476) aprobat din 1993 se utilizează în industria ciocolatei  în cantitate de 5g/kg (0,5%). Lecitina YN şi PGPR reduc valoarea limitei de curgere. Aceşti emulgatori se pot utiliza singuri sau în combinaţie cu lecitina.

Un procent de PGPR de 0,05-0,2% împreună cu o cantitate normală de lecitină conduce la un produs cu o fluiditate mare. Efectul PGPR-ului este notabil în cazul ciocolatei cu lapte. Valoarea limitei de curgere poate ajunge la 0 (Pascal).

Ca efecte asupra ciocolatei se constată că lecitina scade vâscozitatea ciocolatei (important la pomparea produsului) în timp ce PGPR scade mai ales limita de curgere (important pentru proprietăţile reologice ale ciocolatei şi la păstrarea ciocolatei fluide pentru un timp mai lung la temperare).

PGPR combinat cu lecitina asigură o stabilitate mai bună a vâscozităţii comparativ cu lecitina singură în funcţie de compoziţia dată de reţetă. Raportul PGPR/lecitină depinde de proprietăţile reologice dorite şi este în general de 1/5.

Sorbitantristearatul (STS)

Emulgatorul STS se utilizează mai ales la produsele de ciocolata aromatizate pentru a întârzia efectul dezvoltării albirii grase în produse cu grăsimi CBS. De asemenea, se utilizează pentru modificarea proprietăţilor de cristalizare şi topire ale produselor de ciocolata aromatizate cu grăsimi CBRs.

Alţi emulgatori

Monostearatul de glicerol (GMS) şi esteri ai acidului lactic care măresc (temporar) luciul la produsele de ciocolaterie aromatizate, în special la produsele anrobate.

6.3.6. Aromatizanţi

În industria ciocolatei ca aromatizanţi se utilizează componentele de cacao, ingredientele de lapte  şi îndulcitorii pe bază de zahăr.

Cei mai utilizaţi aromatizanţi sunt vanilia (produs natural) şi vanilina (compus chimic identic cu cel natural). Mai există şi aromatizanţi auxiliari care conţin săruri, carbohidraţi caramelizaţi şi arome de cremă.

6.3.6.1. Vanilia şi vanilina

Vanilia este fructul unei specii de orhidee care poartă denumirea ştiinţifică de Vanilla Mexicana (Mexic) şi Vanilla Pompana (Madagascar, Indonezia şi Tahiti). O altă specie, Vanilla Bourbon creşte în insula Rèunion dincolo de coasta de est a Africii.

Prezenţa piperonalului (heliotropinei) în vanilia de Tahiti este responsabilă de mirosul tipic al vaniliei.

Vanilia se produce cu diferite calităţi în funcţie de umiditate, aromă, miros, ulei.

Vanilia conţine vanilină 2-5% şi este cel mai cunoscut colorant şi aromatizant care se izolează prin extracţie. Astăzi vanilia se produce sintetic. Etilvanilina cunoscută drept Bourbonal este de patru ori mai puternică decât vanilina naturală.

Vanilina este o substanţă volatilă care trebuie păstrată în pachete etanşe. Ea este mai ieftină decât vanilia.

Zahărul vanilat este un amestec de vanilie sau vanilină măcinată şi zahăr pudră. Uneori se adaugă cantităţi mici de amidon pentru a preveni formarea aglomerărilor.

6.3.7. Alte ingrediente

În mod obişnuit se utilizează nuci şi produse de nuci la care se ridică problema asigurării unei calităţi corespunzătoare.

Varietăţi de nuci:

  • nuci de cocos (proaspete, uscate);
  • nuci de arahide (mai ales in U.S.A. şi Europa);
  • alune (mai ales în Europa);
  • migdale (în toată lumea);
  • nuci de macadamia (foarte scumpe) originale din Hawai şi cultivate acum

şi în Malawi şi alte ţări africane;

  • nuci şi arahide (cu coajă roşie);
  • nuci braziliene;
  • nuci de fistic.

Calitatea nucilor este în funcţie de ţara de origine, de tratamentul aplicat, de condiţiile de depozitare şi transport. Condiţiile climaterice influenţează puternic calitatea producţiei care diferă de la an la an. Nucile obţinute din ţările mai puţin dezvoltate necesită o inspecţie de control a calităţii acestora.

Compoziţia nucilor

Ele sunt bogate în ulei. În tabelul 6.14 se prezintă varietăţi de nuci şi compoziţiile acestora.

Tabel 6.14  Varietăţi de nuci şi compoziţiile acestora

Tip de nucă Umiditate % Proteine, % Grăsimi, % Carbohidraţi, % Fibre, % Cenuşă, % Val. energetică, kcal/g
Migdale   5   21 55   14    3   2 655
Braziliene   5   17 65    5,7    4 3,3 699
Anacard   5   20 44   27    1,4 2,6 531
Cocos   3,5    6,3 57   20  12 1,2 662
Alune   4   13 64 5  12    2 669
Castane   6  10,5   8   70    3  2,5 404
Macademis   4     8 74   14    2 702
Arahide   6   30 44   15  2,6  2,4 587
Arahide roşii 3,5   12 70 9  3,8  1,7 742
Fistic   4   23 55   15  15    3 647
Nuci roşii 3,5   18 61  13,5   2,3 1,7 695

6.3.7.1 Tipuri de uleiuri şi compoziţia lor în acizi

În tabelul 6.15 se prezintă compoziţia acizilor graşi din uleiurile de nuci.

Tabel 6.15 Tipuri de ulei şi compoziţia în acizi graşi

Acid gras Cocos Arahide Alune Migdale Arahide roşii Fistic Susan
C 8 8,0
C 10 6,0
C 12    47,0
C 14    17,2   0,1 0,1   1,0
C 16 9,0 11,5 5,5 6,5   7,6    11,5 9,9
C 18 2,5   3,0 2,0 2,3   2,4 3,0 5,0
C 18:1 7,0 46,5    82,0    67,0 18,0    61,5    41,5
C 18:2 2,5 31,5    10,4    23,5 60,0    21,5    43,5
C 18:3 11,0 0,1
C 20   1,5
C 20:1   1,4
C 22   3,0
Alţii 0,8   1,5     0,7

Majoritatea nucilor conţin mai ales acizi graşi cu C16 şi C18.

Datorită conţinutului ridicat de acid lauric din nucile de cocos, acestea trebuie să aibă o umiditate foarte mică pentru ca lipaza să nu fie activă fapt ce ar conduce la producerea aromei de săpun.

Se remarcă şi conţinutul de acid linoleic şi linolenic din arahidele roşii care ajunge la un total de 71%.

6.3.7.2. Procesarea nucilor

Înainte de utilizare în ciocolata unele nuci sunt supuse sau nu unui pretratament în timp ce altele sunt mai întâi prăjite în instalaţii cu aer cald, radiaţii infraroşii sau ulei cald. Marele avantaj al prăjirii este distrugerea aproape în totalitate a microorganismelor. Dezavantajul prăjirii ar consta în modificarea structurii uleiului conţinut.

Prin expunerea nucilor la aer se reduce stabilitatea oxidativă a lui.

Nucile se pot utiliza sfărâmate sau sub formă de pastă. Ele se procesează până la obţinerea conţinutului de ulei prevăzut. Nucile sfărâmate au o suprafaţă mai mare decât nucile întregi iar pastele de nuci conţin un procent ridicat de ulei liber. Când nucile sau pastele de nuci intră în contact direct cu ciocolata, uleiul din nuci  produce o înmuiere a acesteia prin fenomenul de migrare.

Albirea grasă este un alt fenomen nedorit care constă în apariţia unui film albicios pe suprafaţa ciocolatei. Migrarea grăsimii într-un produs care conţine nuci întregi sau sfărâmate va conduce numai la înmuierea suprafeţei din jurul nucilor iar când se desfăşoară în pasta de nuci (şi unt de arahide) produsul va deveni moale în totalitate. Dacă pasta de nuci se amestecă cu ciocolata procesul de temperare se modifică.

Menţinerea calităţii produselor finite se realizează prin utilizarea unor nuci de calitate bună comparativ cu cele de calitate inferioară (nematurizate, zbârcite sau supraprăjite). Dimensiunile nucilor sau a fragmentelor de nuci influenţează perceperea aromei. Aromele produse de alunele întregi şi de fragmentele de alune sunt diferite.

Menţinerea calităţii ciocolatei cu nuci este dependentă de varietatea nucii sau de amestecul de nuci.

Varietăţile de nuci cu un conţinut ridicat de grăsimi se degradează mai repede decât cele cu un conţinut scăzut.

Odată cu migraţia apare riscul de râncezire datorită uleiului din nuci bogat în acizi graşi nesaturaţi. Nucile cu coajă roşie sunt un exemplu tipic. Râncezirea se desfăşoară mai rar în ciocolata cu nuci datorită antioxidanţilor naturali din produsele de cacao.

Pentru menţinerea calităţii nucilor este necesar respectarea parametrilor la depozitare şi la măcinare.

Aflatoxinele sunt un grup de toxine carcinogenice care se formează prin acţiunea microorganismelor din nuci, în special la arahide. Prima măsură ar fi determinarea contaminării  cu aceste microorganisme. Uleiul obţinut din nuci contaminate poate fi rafinat pentru îndepărtarea în totalitate a aflatoxinelor.

Reacţiile alergice la anumite alimente şi/sau aditivi nu sunt uzuale. Alergiile obişnuite sunt date de grâu, ouă, lapte, coloranţi şi aromatizanţi.

Alergiile provocate de nuci sunt mai puţin obişnuite dar sunt periculoase. Din acest motiv, producătorii de alimente atrag atenţia pe ambalajul produsului asupra prezenţei nucilor sau produselor   de nuci.

Alergia la nuci poate duce la anafilaxie când sistemul immunitar face faţă toxinelor sau poate conduce la moarte după o oră de la contaminare. Alte simptome includ umflarea limbii sau astmul.

Arahidele sunt primele pe lista alergenilor urmate de nucile anacard,. Unele proteine din nuci reacţionează cu celule specifice (citokina produsă cu ajutorul celulelor T) din sângele uman cu producerea de alergii.

Nu este posibil ca printr-o metodă de procesare a nucilor să fie eliminat riscul acestor reacţii.

Totuşi, prin rafinarea uleiului de nuci apar proteine libere care nu conţin alergeni.

Specificaţiile referitoare la nuci sau alte ingrediente  sunt foarte importante pentru cumpărător.

La cumpărarea nucilor se au în vedere următoarele:

  • aroma specifică;
  • conţinutul de umiditate;
  • numărul de microorganisme;
  • compoziţia în uleiuri;
  • prezenţa fluturilor de molie indiană

Datorită factorilor de risc care apar, la procesarea nucilor se va efectua un control riguros, pas cu pas, privind respectarea calităţii acestora.

  • Facebook
  • Twitter
  • Google+

Abonează-te la articolele noastre!

Dacă îți plac articolele noastre și ți se par utile, te poți abona gratis introducând numele dvs. și adresa de e-mail!

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *