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Chocolat et cacao

Émulsifiants dans la composition de chocolat et revêtement de confiserie.

Le nom commun pour un émulsifiant naturel de haute qualité et un surfactant (surfactant) est la lécithine. Son utilisation industrielle a commencé il y a presque 50 il y a quelques années et, pendant ce temps, la lécithine a eu un impact significatif sur le développement de l'industrie alimentaire, en particulier de la production de chocolat. La lécithine est présente dans tous les tissus animaux et végétaux (principalement dans le jaune d'oeuf - 8-10%). Dans le beurre de lécithine 0,5-1,2% et dans sa production à partir d’huile de soja, qui est actuellement la source principale et la moins chère de lécithine végétale, le rendement en lécithine est de 2,5%.
La lécithine végétale sous forme industrielle moderne est un additif alimentaire précieux. Il est utilisé dans la fabrication de produits alimentaires (chocolat, margarine, graisses végétales, poudres instantanées pour la préparation de boissons, produits de boulangerie) et dans la fabrication de peintures, de caoutchouc, de plastiques et de produits cosmétiques.
L'application de cet émulsifiant a été multipliée par de nombreuses techniques après avoir mis au point une technologie d'extraction de la lécithine à partir d'huile de soja - sa production à partir de cette source s'est avérée être plus de 13 fois moins chère que l'obtention de la lécithine à partir du jaune d'œuf.
En raison de leur structure moléculaire, un lécithine industrielle propriétés lipophiles et hydrophiles, ce qui rend ses qualités remarquables comme émulsifiant et un agent mouillant.
         Types de lécithine végétale La lécithine de soja
La lécithine de soja est obtenue à partir de graines de soja par lixiviation au solvant dans des installations en continu. La solution est évaporée et la lécithine est précipitée du pétrole brut avec de la vapeur et de l'eau. Le précipité est centrifugé et l'humidité résiduelle est éliminée par séchage sous vide. En appliquant cette technologie, on obtient un produit brun clair contenant environ 65% de phosphatides insolubles dans l'acétone et un résidu (principalement de l'huile de soja). En choisissant le solvant et la méthode de dégommage appropriés, il est possible d'améliorer la qualité et l'amertume du soja, mais le traitement à l'acétone donne le plus haut degré de purification. L'acétone élimine l'huile de soja sédimentaire, ainsi que d'autres arômes et stérols indésirables, mais les phosphatides restent sous une forme insoluble et subissent une nouvelle dissolution dans du beurre de cacao ou une autre huile végétale.
Dans certains cas, le produit doit être de couleur claire et utiliser ensuite des agents de blanchiment - peroxyde d'hydrogène et benzoyle. Les phosphatides sans matières grasses sont de plus en plus utilisés (en particulier comme additifs alimentaires), mais ils devraient contenir du 2-3% de matières grasses, car ils se détériorent rapidement, s’oxydent et deviennent insolubles avec le dégraissage complet.
Bien que des formes de lécithine purifiées et décolorées soient disponibles sur le marché, la plupart des types industriels de lécithine incluent un «support» (huile de soja). Au départ, ce support était en plastique, mais il se présente actuellement sous forme liquide, qui est mieux soluble et se prête au mélange mécanique.
La composition approximative de la lécithine commerciale:
L'huile de soja,% 35
lécithine chimique,% (phosphatidylcholine) 18
Céphaline,% (phosphatidyléthanolamine) 15
İnozitfosfatidı% 11
D'autres phospholipides et des lipides polaires,% 9
Glucides (glucoside de stérol),% 12
Inositol, mg / g 14
Choline, mg / g 23
Tocophérols, mg / g 1,3
Biotine, mcg / g 0,42
L'acide folique, mg / g 0,60
Thiamine, mcg / g 0,115
Riboflavine mcg / d 0,33
Acide pantothénique, mg / g 5,59
Pyridoxine mcg / d 0,29
Niacine mcg / d 0,12

les données analytiques principales (AO selon le Procédé C B) [6]:

acétone insoluble 62 à 65 %
Indice d'iode 95
indice de saponification 196
phosphore 2%
Densité (à 25 ° C) 1,0305
pH 6,6
teneur en humidité Chess 1%
indice d'acide Chess 30
Benzène, insoluble max 0,3
indice de peroxyde max 5
conduire Chess 10 ppm[*]
arsenic tah 3 RRT
Fer tah 40 RRT
D'autres métaux tah 15 RRT
QU'EST-CE maximale 5,000
Salmonella / g 25 aucun
Levures, moisissures / g aucun
Эnterobakterii / d aucun
La structure chimique du composé de phosphatide primaire (phosphatidylcholine) est la suivante:
5.0.1
En utilisant des méthodes d'analyse modernes, il a été établi que cette teneur de ce composé dans la lécithine «naturelle» extraite varie considérablement. Cela concerne principalement les liaisons des acides gras R et R1 qui peut se lier à des acides gras supérieurs - palmitique, stéarique, oléique, linoléique ou linolénique.
La lécithine de soja industrielle est soluble dans les hydrocarbures, les acides gras, ainsi que dans les graisses animales et végétales chaudes. Il n'est pas soluble dans les solvants polaires (par exemple l'acétone) ni dans l'eau, mais de l'eau est dispersée en petites quantités dans la lécithine et, avec un ajout supplémentaire d'eau, une émulsion est obtenue. Cette propriété est utile si nécessaire pour disperser une substance hydrosoluble (par exemple, un colorant) dans la graisse.
Les phosphatides séparés de l'huile de soja sont moins stables et sont détruits rapidement en l'absence de tocophérol. Il a été établi qu'en présence d'huile de soja, la lécithine elle-même persiste longtemps, mais que dans les produits légèrement aromatisés (par exemple, le chocolat au lait), on constate, après un certain stockage, une modification des caractéristiques aromatiques. Un changement similaire a été envisagé dans [6], dans lequel l'auteur a dissocié 2-pentylfurane de l'huile de soja, ce qui, affirme-t-on, provoque une odeur étrangère indésirable.
         D'autres lécithines d'origine végétale
Les lécithines végétales à l'échelle industrielle sont produites à partir d'huiles d'arachide, de coton et de maïs. Leurs principales propriétés sont données dans le tableau. 4.1.
                                                     4.1 Table. Propriétés de la lécithine de légumes
L'huile de coton l'huile d'arachide
Le contenu est insoluble 54 72
de l'acétone,%
La teneur en phosphore,% 1,9 2,4
La teneur en humidité,% 1,0 1,0
Apparence Ombre Brun clair
cohérence liquide épais doux solide
substance
Couleur, odeur Fort, parfois désagréable Très légère odeur,
odeur et le goût ny goût amer
Ces lécithines sont très diverses et leur viscosité est généralement abaissée. Jusqu'à présent, leur production ne répondait pas aux besoins de l'industrie du chocolat. La lécithine extraite du beurre de cacahuète (si disponible) ne modifie pas les propriétés aromatiques caractéristiques de la lécithine de soja, ce qui permet son utilisation pour la production de chocolat au lait délicat.
Deux autres types de lécithines naturelles sont également produits. Aux États-Unis, la lécithine de haute qualité est produite à partir d'huile de carthame, mais sa demande est inférieure à celle de la lécithine de soja. Pendant la Seconde Guerre mondiale en Allemagne, en raison d'une pénurie d'huiles tropicales, la lécithine était produite à partir d'huile de colza, mais depuis lors, elle n'est pas devenue un produit de la demande de masse. Pour plus d'informations à ce sujet, voir [AND].
         phospholipides synthétiques et lécithines modifiés d'origine végétale
La lécithine chimique est la phosphatidylcholine, le composant principal de la lécithine végétale (soja).
Actuellement, divers phospholipides synthétiques sont produits. L’un d’eux, développé par Cadbury (SasiBu) et appelé «GA», est
utiliser assez largement. Dans le chocolat au lait, il ne provoque pas de changement de goût et a une meilleure propriété de réduction de la viscosité que la lécithine de soja.
 YN est obtenu à partir d'huile de colza par des réactions successives, à savoir:
  • glycérolyse dans un environnement d'azote gazeux;
  • la phosphorylation du pentoxyde de phosphore de glycérol;
  • neutralisation à l'ammoniac, filtration et mélange avec une certaine quantité de beurre de cacao.
Le résultat est un matériau ayant la composition suivante:
  • acide trifosfatidnaya (teneur en P 1,7%);
  • bifosfatidnaya Kisloth (avec soderzhaniem P 2,49%);
  • bifosfatid-monofosfatidnaya Kisloth (avec soderzhaniem P 3,28%);
  • Acide biphosphatidique-lysophosphatidique (avec la teneur en% 3,77) ou son équivalent avec la teneur en formes cycliques dans le rapport 1: 2;
  • monofosfatydnaya acide (s matières P 4,62%);
Triglitseridы (neaktivnыe) 40 %
phospholipides neutres - paragraphe a) ci-dessus 15 %
l'acide phosphatidique mixte - paragraphes b) à f) ci-dessus
des sels de NH4 40 %
NH4 - principalement des sels d’acide phosphorique (dont certains àprésence de matière organique) 5%
  • Acide lysophosphatidique (avec la teneur en 7,35%) ou son équivalent avec la teneur en formes cycliques dans le rapport 1: 2.
La présence de composés organiques polymères ont été identifiés.
         Vérifiez la toxicité YN
Au fur et à mesure de l'amélioration du produit, l'Association britannique pour l'étude de produits biologiques industriels (BIBRA) a effectué des tests de toxicité YN [7, 8].
Au Royaume-Uni, l'utilisation de YN de 1962 est autorisée, conformément à l'instruction n ° 720 sur l'utilisation d'émulsifiants et de stabilisants. Plus tard, la Directive CEE n ° 422 du 30 June 1980 (80 / 608 / EEC) a approuvé l'utilisation de ce médicament dans les produits à base de cacao et de chocolat. Actuellement (à partir de 1999), l’utilisation de YN est officiellement autorisée au Royaume-Uni, en Allemagne, en Irlande, en Islande, aux Pays-Bas, en Suisse, en Australie, au Canada, en Nouvelle-Zélande, au Ghana, au Kenya et au Nigéria.
YN est également disponible auprès d’autres sociétés spécialisées dans la production de lécithine [14].
         lécithines fractionnées et modifiés d'origine végétale
De telles lécithines sont utilisées dans la préparation d'émulsions eau dans huile et huile dans eau, ainsi que dans l'enrobage de poudres, lorsqu'il est nécessaire de mouiller rapidement pour préparer des boissons au chocolat et des poudres de cacao.
Les lécithines modifiées ayant des propriétés hydrophiles améliorées sont utilisées dans la cuisson. Le fractionnement de la lécithine est réalisé par extraction de lécithine naturelle avec de l’alcool. La fraction soluble dans l'alcool est dispersée dans l'eau et forme rapidement une émulsion huile dans eau, et la fraction insoluble forme une émulsion eau dans huile.
La composition et les propriétés typiques de ces lécithines sont présentés dans le tableau. 4.2 [6].
                                               4.2 Table. lécithines modifiées typiques
substance Lécithine naturelle purifiée à partir d'huile,% Phosphatidylcholine + tsefali- concentrer sur (alcool soluble),% Inositol + tsefali- concentrer sur (insoluble dans l'alcool),%
lécithine chimique 26,8 55 10
céphaline chimique 22,4 25 30
Et nozitfosfati dy 16,4 7 40
l'huile de soja 3,1 4 4
autre 31,3 9 16
Selon leur objectif, des «supports» sont ajoutés à ces concentrés - du cacao ou une autre huile végétale, ainsi que du propylène glycol peuvent servir d'exemple pour des applications alimentaires. Les lécithines hydroxylées sont obtenues par traitement avec du peroxyde d'hydrogène, de l'acide lactique et de l'acide acétique, ce qui améliore les propriétés hydrophiles. En combinaison avec les mono et diglycérides dans les produits de confiserie et de boulangerie, ils améliorent la texture des produits et facilitent leur traitement.
         L'utilisation de la lécithine et d'autres phospholipides d'origine végétale dans le chocolat
Le chocolat est une dispersion des plus petits solides dans la phase grasse. Dans le cas du chocolat noir, ces solides consistent en sucre et en produit à base de cacao moulu. Le chocolat au lait contient des particules de solides de lait et de matières grasses du lait, qui sont également incluses dans la phase grasse.
Dans les premiers stades de la fabrication du chocolat, la graisse est complètement liquide, mais dans les étapes ultérieures, le chocolat utilisé pour le moulage et l'enrobage est présent sous forme de ottermirovannoy. Cette phase solide contient également une certaine quantité de cristaux de graisse (généralement du beurre de cacao), affectant la fluidité du chocolat, ainsi que des particules de sucre, de poudre de cacao et de lait.
          dureté
En raison de la teneur en solides, le chocolat ne se comporte pas comme un véritable liquide, présentant les propriétés d'un liquide non néonotonique. Par conséquent, la viscosité du chocolat liquide est beaucoup plus élevée que celle des graisses liquides (70 et 0,4 pz, respectivement). La fluidité du chocolat dépend en grande partie de la vitesse à laquelle les particules solides de la phase liquide peuvent se déplacer les unes par rapport aux autres. De toute évidence, l'ajout de tensioactifs a un effet important sur la fluidité, qui se produit lors de l'ajout de lécithine. La viscosité du chocolat, qui convient au moulage et au glaçage, peut être obtenue avec une teneur en beurre de cacao nettement inférieure, si vous incluez dans sa composition la lécithine. Étant donné que le beurre de cacao est assez coûteux, l'avantage économique de l'utilisation de la lécithine est évident.
L'effet de l'ajout de lécithine au composant gras du chocolat noir à glacer est illustré à la fig. 4.1. La lécithine réduit le beurre de cacao de 5%, ce qui donne environ 13% de la teneur totale en graisse.
L'effet de la teneur en humidité de la viscosité du chocolat. Le chocolat contient généralement 0,5-1,5% humidité. En cas d'addition ultérieure d'une petite quantité d'humidité "libre", la viscosité du mélange augmentera de manière significative. Si la même quantité d'eau est simplement incluse dans la composition de la matière grasse liquide, la viscosité ne changera pas de la même manière, mais son ajout dans un mélange avec de fines particules de sucre et de matière grasse aura le même effet sur la viscosité que dans le chocolat.
4.1                                                       Fig. 4.1. Effet de la lécithine sur teneur en matières grasses dans le chocolat noir pour enrobant
L'ajout de lécithine au chocolat ou à un mélange de matières grasses et de sucre entraîne une diminution notable de la viscosité (voir fig. 4.2). Son impact sur le mélange de produits à base de cacao et de graisse est beaucoup moins important.
La lécithine présente à la fois des propriétés hydrophiles et lipophiles. Bien que l'effet de la lécithine dans le chocolat ne soit pas entièrement compris, les considérations suivantes sont données dans [10].
L'humidité à la surface des particules de sucre augmente le frottement entre elles, ce qui augmente la résistance lorsque ces particules se déplacent et augmente la viscosité.
Lorsque de la lécithine est ajoutée, des groupes hydrophiles de molécules se fixent fermement aux molécules d’eau situées à la surface des particules de sucre, ce qui entraîne une diminution du frottement, de la mobilité des particules et de la viscosité.
4.2                                                                    Fig. 4.2. Impact de la lécithine sur la viscosité (viscosimètre Redwood a)
La confirmation de ces expériences de la théorie donnée a révélé qu'une certaine quantité de lécithine se lie fortement avec les particules de chocolat, par exemple:
  1. si du chocolat, auquel une quantité connue de lécithine a été ajoutée, est extrait avec un solvant chaud à base de produits de distillation de pétrole, la lécithine en totalité n’est pas présente dans la graisse extraite, même lors de sa ré-extraction; L'extraction peut théoriquement produire environ 70% de lécithine;
  2. on prépare un mélange de fines particules de sucre, de beurre de cacao et de lécithine et on détermine sa viscosité; le mélange est ensuite extrait à l'aide d'éther de pétrole jusqu'à ce que le sucre soit dégraissé; puis ce sucre est mélangé à nouveau avec la même quantité de beurre de cacao frais; la viscosité du mélange sera proche de la viscosité du mélange initial, ce qui indique que l'activité de la lécithine est maintenue au même niveau sur les particules de sucre.
Ces expériences montrent que, pour réduire la viscosité du chocolat, seule une augmentation de la proportion totale de lécithine est efficace, mais ce n’est pas tout à fait le cas, comme le montrent les graphiques ci-dessus (Fig. 4.1 et 4.2), lorsqu’une diminution constante de la viscosité a été obtenue en ajoutant de la lécithine à hauteur de 0,5% environ. Les molécules de lécithine qui ne sont pas liées aux particules solides jouent évidemment un certain rôle dans la réduction de la viscosité, mais le mécanisme de leur action n'a pas été complètement étudié.
         Autre effet de l'addition des propriétés physiques de la lécithine
Outre une réduction notable de la viscosité du chocolat lors de l'ajout de lécithine, d'autres modifications des propriétés physiques peuvent être détectées.
Le rôle de la température. Lors du chauffage du chocolat sans lécithine au-dessus de certaines températures, une augmentation notable de la viscosité est observée. Pour le chocolat noir, cette température critique est d’environ 90 ° C (c’est très rarement atteint lors du traitement du chocolat), mais pour le chocolat au lait, on observe déjà une augmentation significative de la viscosité autour de 60. Bien que le traitement du chocolat soit effectué principalement à des températures inférieures à 52 ° C, le développement de propriétés aromatisantes entraîne parfois un conchage à 60 ° C. L'ajout de lécithine vous permet d'augmenter la température sans modifier la viscosité (pour le chocolat au lait, vous pouvez utiliser des températures allant jusqu'à 80 ° C).
Cependant, en raison des propriétés différentes du lait en poudre (en particulier du lait entier en poudre, SCM), la granulation peut se produire à des températures élevées de conchage dans le chocolat. Sa probabilité est réduite si du lait écrémé en poudre est utilisé (voir «Production de chocolat»).
Trempe. La trempe est nécessaire à la formation de cristaux de beurre de cacao stables dans le chocolat liquide. Un chocolat correctement tempéré dans des conditions de stockage normales n'est pas sujet à la décoloration ni à la formation de plaque. L'ajout de lécithine modifie les conditions de revenu et une surfusion à des températures légèrement inférieures est observée.
En raison d'un tel changement dans le modèle de cristallisation, il a été répété à plusieurs reprises que la lécithine prévient l'apparition de la plaque et affecte également la brillance et la maniabilité du chocolat tempéré. Il n'y a toujours pas de preuves suffisantes d'un tel effet, il est donc très important d'identifier les différences de conditions de température et d'ajuster la technologie en conséquence.
Si, par erreur ou pour toute autre raison, la teneur en lécithine dépasse le niveau normal dans 0,5%, une modification notable des conditions de revenu est obtenue. En règle générale, le "durcissement" du chocolat est 27-29 ° C, mais si vous ajoutez plus de% de lécithine 1, cette température peut chuter à 21 ° C. Parfois, ce problème se produit dans les systèmes automatisés de dispersion de la lécithine.
YN capacité à réduire la viscosité (en comparaison avec la lécithine de soja).
La capacité à réduire la viscosité YN observée lorsqu'il est ajouté à 0,8% ou plus. Un effet encore plus en plus il a le chocolat dans une plus petite proportion (0,1-0,5%). Lorsqu'on utilise environ 0,5% de lécithine de soja réduit la viscosité et l'addition de celui-ci au-delà de ce montant amène à augmenter.
Une série d'expériences avec du chocolat au lait a été réalisée et un viscosimètre de Brookfield (Brookfield) a été utilisé pour déterminer la viscosité à différentes vitesses de cisaillement. Il a été constaté que la viscosité du chocolat varie avec le taux de cisaillement.
Les graphiques montrant la diminution de la viscosité en fonction de la quantité de YN ajoutée et de la lécithine de soja à différents taux de cisaillement sont présentés à la Fig. 4.3.
Du chocolat au lait avec une teneur totale en matières grasses de 34,0% a été utilisé, additionné de 0,1-0,5% de lécithine. Le beurre de cacao a été ajouté à tous les types de chocolat avec une teneur en lécithine inférieure à 0,5%. Ainsi, la quantité totale de graisse (y compris la lécithine) dans tous les échantillons expérimentaux était de 34,5%.
Détermination de la viscosité a été réalisée à 40 ° C à laquelle la matière grasse n'a pas formé de pastilles.
Comme on le voit sur les graphiques ci-dessus, la capacité à réduire la viscosité de YN par rapport lécithine de soja est 5 / 3.
La pente des courbes pour la lécithine de soja devient sensiblement plus plate par rapport à YN au niveau d'addition 0,5%, et l'exemple de courbes ci-après (Fig. 4.4) illustre l'effet sur la viscosité lorsque YN est ajouté jusqu'à 0,9% (substantiel).
4.3
Une réduction de la viscosité est observée dans la plage% 0,5-0,9. Au cours des expériences, du chocolat au lait avec une teneur totale en matières grasses de 32,5% a été utilisé.
Nous utilisons une variété de termes liés à la viscosité, - en particulier, le «taux de cisaillement", "valeur de rendement" et "fluide non-newtonien." "Newtonien" Ci-dessous, nous allons les utiliser dans le cadre de la détermination de la viscosité de la glaçure faite à base de chocolat et de graisse végétale.
         D'autres agents tensio-actifs
En plus de YN, d'autres phosphatides et glycérides complexes utilisés dans la production de chocolat et d'autres produits alimentaires ont été mis au point.
Dans la préparation du glaçage au chocolat, les composés de Chovis développés par la société Emulsol of America ont été largement utilisés récemment, mais comparés à la lécithine, ils se sont révélés trop coûteux. Ils sont officiellement autorisés à
4.4
dans les aliments aux États-Unis [19] et ont beaucoup en commun avec YN. Si YN est constitué de sels d'ammonium d'acides phosphatidiques, les composés de Chovis sont des sels de sodium: le monovalent phosphate de sodium diglycéride 1,2 et le phosphate de sodium 1 monoglycéride 3.
Pour l’utilisation dans la margarine, on a proposé l’Emargol américain, qui est le sulfoacétate de sodium 1 monostéarine-3.
Plus monoglycérides phosphatés fabriqués par Witco Chemical Co. sous le Emcol nom commercial, mais leur application dans la fabrication du chocolat aucune donnée.
A titre expérimental, des esters de saccharose [15] ont été inclus dans le chocolat. Les stéarates de sorbitol (Span 60, Tween 60) dans les glaçages au chocolat se sont révélés inefficaces, mais ils se sont avérés utiles dans la composition des glaçages à base de graisses végétales.
Le nitricolate de polyglycérol, un ester partiel de polyglycérol des acides gras de l'huile de ricin transérifié, améliore l'effet de la lécithine et a été très efficace pour ajuster la résistance au cisaillement dynamique de chocolats très visqueux.
Ces données sont présentées dans [1], comme en témoignent les tableaux et les 4.3 4.4.
                                         4.3 Table. chocolat noir
Lors de l'ajout de lécithine,%
Viscosité plastique (pz)
Résistance au cisaillement dynamique (d / cm2)
Lors de l'ajout PGPR,%
Viscosité plastique (pz)
Résistance au cisaillement dynamique (d / cm2)
0,3
18,5 155
0,1
12,5
151
0,7
17,1 221
0,2
14,8
82
1,3
12,4 285
0,5
14,9
13
4.4 Table. Le chocolat au lait avec une teneur en 0,5% de lécithine
Si vous ajoutez PGPR,%
plastique
viscosité (pz)
résistance dynamique cisaillement
(Dynes / cm)
0
15,3
72
0,1
15,2
64
0,2
15,6
56
0,3
17,4
30
0,4
16,4
26
        La rhéologie, la viscosité, la détermination de la mesure de la viscosité
Les termes "rhéologie" et "viscosité" dans l'industrie alimentaire sont souvent utilisés pour décrire les propriétés d'écoulement de divers produits.
La «rhéologie» est «la science de la déformation et de la fluidité de la matière» et le concept de «viscosité» est associé au frottement interne des fluides.
Pour provoquer et maintenir le flux de matière, il faut de l'énergie. La représentation mathématique de la viscosité est assez difficile et nous ne la toucherons pas (pour plus d’informations, voir la littérature à la fin du chapitre).
Néanmoins, certains concepts de base de la mesure de la viscosité sont nécessaires - en particulier en ce qui concerne les propriétés d'écoulement du chocolat.
Il existe deux principaux types de fluides - newtoniens et non newtoniens. La viscosité des fluides newtoniens ne dépend pas du taux de cisaillement (mélange), mais varie avec la température. Les liquides newtoniens comprennent l’eau, l’alcool, les huiles végétales de faible viscosité et la glycérine. Les fluides plus complexes, à savoir le chocolat ou les peintures (y compris typographiques), sont appelés «non newtoniens». Leur viscosité est affectée par la présence de particules solides dans la suspension, ainsi que par la température.
L'écoulement de ces fluides commence lorsqu'une certaine limite d'élasticité est atteinte (voir ci-dessous), après quoi leur viscosité diminue et la vitesse de cisaillement augmente.
Les propriétés d'écoulement susmentionnées ont été étudiées dans [3] en utilisant l'encre d'impression par exemple, et pour le chocolat, ces résultats ont été ultérieurement confirmés dans [18].
Il est rapidement apparu que les valeurs obtenues dans [3] étaient plus proches des paramètres d'écoulement du chocolat que les données obtenues à l'aide d'un viscosimètre rotatif à une vitesse (par exemple, McMichael) ou d'un viscosimètre à diaphragme {Redwood). Les valeurs de Casson [3] sont actuellement déterminées comme suit:
La viscosité plastique - est la force nécessaire pour maintenir un débit massique constant d'un fluide.
La résistance dynamique au cisaillement (limite d'élasticité) est la force nécessaire pour déclencher l'écoulement d'une masse de fluide.
La valeur de ces valeurs a encore augmenté avec l'avènement de la lécithine et l'utilisation de types de chocolat très visqueux (moins fluides). Le chocolat au lait très visqueux est particulièrement sensible aux fluctuations en raison de sa teneur en protéines du lait.
La valeur pratique de ces quantités peut être illustrée comme suit.
La faible résistance au cisaillement dynamique facilite le processus de moulage. La masse de moulage de chocolat est souvent préparée selon la recette, qui a une faible teneur en graisse, et par conséquent une viscosité et une résistance à la coulabilité élevées. Par conséquent, il faut beaucoup d’énergie pour s’écouler dans les moules. Il a été trouvé que la résistance au cisaillement dynamique peut être réduite en utilisant des émulsifiants synergiques (par exemple, le polyricinoléate de polyglycérol).
Dans le chocolat d'enrobage pour empêcher la destruction des décorations et pour empêcher des gouttes de chocolat du centre, ce qui conduit à la formation de taches sur les bords, il faut plutôt haute résistance au cisaillement dynamique.
L'utilisation de viscosimètres rotatifs ou à diaphragme à une seule vitesse montre qu'il est possible de produire deux chocolats avec des viscosités identiques, mais en raison d'une résistance au cisaillement dynamique différente affectant différemment les performances de l'équipement. Auparavant, c'était la cause de conflits fréquents entre le personnel de production et les services de contrôle.
         Viskozimetrы
Il existe différents viscosimètres. Certains d'entre eux sont simples, peu coûteux et permettent de déterminer la viscosité uniquement de manière empirique, tandis que d'autres sont plus complexes et fournissent des données précises et complètes sur les propriétés des fluides des liquides newtoniens et non newtoniens.
         simples viscosimètres
Dans les premiers temps, le chocolat produit plus fluide, mais avec une augmentation du prix de la fluidité du chocolat au beurre de cacao tous diminué, et la viscosité accrue.
La fluidité du chocolat liquide peut être mesurée à l’aide de simples viscosimètres pour mesurer la viscosité des huiles lubrifiantes (comme les viscosimètres de Redwood). De nombreuses entreprises ont conçu leurs propres appareils et défini leurs normes de fabrication. Ces dispositifs sont relativement bon marché et sont toujours utilisés dans les petites entreprises travaillant avec des ingrédients fluides ou un glaçage à la crème glacée.
viscosimètre Redwood (Fig. 4.5) est constitué d'une chambre cylindrique d'une chemise et d'un petit tube au fond. Ce tube a une longueur et un diamètre prédéterminés.
La chemise est remplie d'eau (38 ° C), dont la température est généralement réglée par un thermostat. Refroidi de 49 ° C à cette température, le chocolat est versé dans une certaine division de la chambre et une tige avec une boule à son extrémité est insérée dans le trou à partir du bas. Lorsque la balle est relâchée, le chocolat coule dans un petit seau et le temps de remplissage du seau est fixé. Habituellement, ce processus dure 25-60 avec en fonction de la taille du trou ajustable.
Cet outil empirique est tout à fait approprié pour travailler avec un vernis mince. La viscosité du vernis composite est mesurée à 49 ° C. Un dispositif de mesure de la viscosité de revêtements plus épais repose sur le principe de la chute d'une balle, mais uniquement à la place d'une balle à cône gradué. Comme dans le cas précédent, le chocolat est amené à la température souhaitée. Le cône est fixé au-dessus de la masse de chocolat à une certaine hauteur, puis libéré et la profondeur d'immersion est mesurée par des graduations à sa surface (Fig. 4.6).
4.5                                                                             Fig. 4.5. viscosimètre Redwood
4.6                                                                                     Fig. 4.6. cône chute de viscosimètre
 Ceci est aussi un outil empirique est un outil utile pour mesurer la viscosité de l'émail.
Des outils plus précis sont nécessaires pour travailler avec des équipements modernes hautes performances et avec l'utilisation constante de chocolat très visqueux à faible teneur en beurre de cacao.
         Rotatsionnыe viskozimetrы
Dans l'industrie du chocolat, les viscosimètres rotatifs à une vitesse sont utilisés par les viscosimètres à plusieurs vitesses Mac-Michael (MacMichael) et Brookfield et Haake (Brookfield, Haake).
Viscomètre McMichael (Fig. 4.7). Ce viscosimètre rotatif est approuvé par l’Association américaine des technologues en confiserie et adopté par la National Confectioners Association des États-Unis. Le principe de son fonctionnement est le suivant. Le cylindre en métal est suspendu à un fil torsadé et immergé dans une tasse avec du chocolat testé. Le chocolat à une température donnée est versé dans une tasse à la graduation correspondante du cylindre et la tasse est tournée à une vitesse donnée. Bend4.7Les fils causés par le mouvement du chocolat en rotation sont mesurés sur une échelle fixée au fil. Pour des résultats précis, l’instrument doit être stocké dans une armoire à température contrôlée.
Appliquer la température et les paramètres suivants:
Chocolat
Coupe - diamètre intérieur 6,9 cm, tournant à une vitesse d'environ 15 / min.
Cylindre - Diamètre 2,0 cm Profondeur 3 cm.
Torons - 26 №.
La température du chocolat - 38 ° C (refroidissement à la température 50 ° C).
glaçure composite
Comme pour le chocolat, mais 43,6 ° C Température (refroidi avec 52 ° C).
Glacer pour la crème glacée
Température - 38 ° C
Au lieu d'un cylindre - Diamètre du disque 5,7 cm Profondeur 4 cm.
Dans viscosimètre McMichael doit vérifier régulièrement la vitesse de rotation et de torsion du fil par rapport à la référence.
L'inconvénient de ce viscosimètre est l'impossibilité d'obtenir des informations complètes sur les propriétés d'écoulement de divers types de chocolat. Outre le fait que ce dispositif est à vitesse unique, il ne permet pas de déterminer avec précision la distance entre la coupelle et le cylindre.
Le rapport entre le diamètre du cylindre et celui de la tasse est si petit que le changement de chocolat est effectué de manière inégale dans l’intervalle. Les données des viscosimètres Mac-Michael et Brookfield ont été comparées dans [17], où il a été constaté qu’à une vitesse de rotation donnée sur un viscosimètre Brookfield (20 tr / min), les données obtenues correspondaient aux données du viscosimètre Mac-Michael à coefficient 3,40 constant.
Viskozimetrы Brookfield / Haacke. Avec de tels viscosimètres, des paramètres tels que la viscosité du plastique et la résistance au cisaillement dynamique peuvent être déterminés avec précision. Le principe de leur fonctionnement est présenté graphiquement à la Fig. 4.8 et décrit dans [17]. Les développements et les méthodes d’utilisation de la société sont décrits en détail dans le document original [9].
La mesure est effectuée comme suit.
Un échantillon de la masse de chocolat est parfaitement fondu et mélangé à 50 ° C, en évitant l’entrée d’air. Ensuite, il est refroidi à une température d'environ 43 ° C et transféré dans la cupule du viscosimètre.
La température du cylindre extérieur est maintenue par la chemise d'eau et le thermostat au niveau de 40 ° С ± 0,10.
Le cylindre interne est mis en mouvement lorsque la température du chocolat est stabilisée à 40 ° C.
sur les données de viscosité sont éliminés d'abord avec de plus en plus
4.8                                                                    Fig. 4.8. Le principe de fonctionnement d'un Brookfield / Haake
(De 1 à 50 tr / min), la vitesse de cisaillement, puis à leur réduction. Les calculs sont effectués sur des valeurs moyennes.
Un échantillon de masse de chocolat est versé dans la fente annulaire entre les cylindres. Le couple est mesuré en faisant tourner le cylindre central à une certaine vitesse.
Selon les vues de Casson, pour mesurer la viscosité du plastique et la résistance au cisaillement dynamique, la racine carrée du taux de cisaillement (tr / min) par rapport à la racine carrée de la contrainte de cisaillement (selon les données du viscosimètre) doit être indiquée sur le graphique. Le résultat est une ligne droite illustrée à la Fig. 4.9. Des calculs de fabrication complexes peuvent être évités en utilisant le système informatique de Richardson (Californie).
Après avoir obtenu des données quantitatives, comment peuvent-ils être utilisés pour étudier diverses propriétés d’un produit?
Les propriétés fluides du chocolat dépendent de la teneur en eau et en beurre, de la graisse, de la taille des particules, de la température de fonctionnement et du type d'ingrédients. Les chiffres obtenus lors des mesures permettent de créer un tableau technologique de travail et un tableau de recettes (Fig. 4.10). Tout changement dans les ingrédients, les recettes, les paramètres du processus ainsi que les résultats des observations doit être noté devant chaque groupe d’indicateurs.
4.9                                                    Fig. 4.9. viscosité plastique de détermination et de résistance au cisaillement dynamique
date type

chocolat

Viscosité plastique Résistance au cisaillement dynamique Teneur en graisse (beurre de cacao) Teneur en humidité Taille

particules

Prime

La Canée

         Mobilometr Gardner
Ce dispositif avait été recommandé à l'origine par 1932 par l'Association américaine des éditeurs de journaux pour mesurer la cohérence de l'encre d'impression. La possibilité de l'utiliser dans la production de chocolat a été étudiée dans [12] et s'est avérée un moyen fiable et peu coûteux de déterminer la viscosité du plastique et la résistance au cisaillement dynamique.
Le dispositif se compose d'une position verticale sur une surface plane et le cylindre vertical avant à travers laquelle une charge prédéterminée sur une distance prédéterminée au fil du temps et déplacer le support monté sur le piston. Sous l'action de la pesanteur du fluide du piston est déplacée vers le haut par quatre trous dans le disque du piston.
Le piston est une tige de piston dont l'extrémité inférieure est fixée à la vis d'entraînement (51 4 ou des trous de ou solide), tandis que l'extrémité supérieure de la palette de support creux qui peut être chargé séparément. Le poids de l'ensemble du piston est 100 g, y compris l'entraînement, la tige de piston et le plateau sans charge.
Chocolat pour mesurer la température a été ajustée à 40 ° C, pour un tube rempli 1 cm du haut. Le piston effectue un mouvement vers le haut et vers le bas pour éliminer les bulles d'air. La tige de piston est marqué en centimètres, et de déterminer le temps record de viscosité consacré à sa plongée à 10 cm.
Ensuite, le plateau supérieur est mis la cargaison et répéter le test. En changeant la charge est retirée d'un certain nombre d'indications, à partir de laquelle on peut calculer la viscosité plastique et yield value.
Il convient de noter que, entre le viscosimètre et mobilometra Gaaki il y a un bon accord, et maintenant d'autres études sont menées.
         L'utilisation de la lécithine dans le chocolat, la poudre de cacao et des boissons chocolatées
                                                                      Chocolat
De ce qui précède, il doit être clair que l'action de la lécithine est purement une surface, et il est donc important que les particules solides sur la surface du chocolat a été activé quantité maximale de lécithine ajoutée.
La quantité de lécithine efficace dans le chocolat est assez limitée et peut atteindre 0,2-0,6% pour les lécithines de soja et d’autres légumineuses végétales et jusqu’à 1% pour les phospholipides synthétiques K / V. Dans le premier cas, les chiffres se rapportent aux lécithines naturelles à usage industriel. Les produits à base de soja contiennent généralement de 65% à 70% de phospholipides actifs. Le résidu est de l’huile végétale selon l’origine du produit et peut être remplacé par du beurre de cacao ou de l’huile végétale raffinée. Dans les pays où l'addition de lécithine est limitée par la réglementation, la teneur en phospholipides actifs est parfois déterminée. Dans d'autres pays, l'utilisation de substituts à la lécithine est toujours interdite.
Le contrôle de la viscosité du chocolat est une procédure complexe et le simple ajout, par exemple, de 0,5% de lécithine avec d'autres ingrédients ne permet pas d'obtenir une réduction maximale de la viscosité. En pratique, la lécithine est ajoutée principalement pour préserver le beurre de cacao tout au long du processus. Il est donc parfois nécessaire de répartir son application entre les étapes de broyage et de conchage. Pour obtenir une réduction maximale de la viscosité, vous devez ajouter la lécithine aussi près que possible de la fin du conchage, ce qui est dû à la nécessité de conserver la lécithine à la surface des particules. Un mélange trop sec ou trop liquide ne coulera pas à la vitesse optimale sur les rouleaux de broyage, ce qui entraînera la formation d'un film irrégulier sur ceux-ci. Si la masse purifiée peut être amenée dans de bonnes conditions physiques avec une faible teneur en beurre de cacao, l'effet d'économie de cette huile sera perceptible tout au long du processus.
Ainsi, si l’additif de lécithine totale est 0,5%, il est conseillé d’ajouter 0,15-0,2% au stade du mélange, avant le broyage, et le reste à la fin du conchage. Si, au stade de la mouture, la masse de chocolat sans lécithine a une teneur en beurre de cacao, par exemple 27% (pour garantir le passage à travers les rouleaux), l’ajout de lécithine a la même consistance lorsque la teneur en beurre de cacao est inférieure à 1-2. La teneur réelle en beurre de cacao dépend de la formulation et de la taille des particules, mais une teneur réduite en beurre de cacao avec l’ajout de lécithine affectera également sa teneur dans le chocolat fini.
L'étape suivante est conçue pour éliminer les "flocons" des rouleaux de broyage et les transformer en une masse mobile pouvant être utilisée pour le conchage sans ajout supplémentaire de lécithine. Ceci est réalisé par agitation mécanique et mélange, que ce soit dans un mélangeur séparé ou dans la première étape d'une opération en machine rotative ou continue. Cette technologie s'appelle le «conchage à sec» (voir le chapitre 5 «Production de chocolat»), puis est mélangée à une vitesse supérieure et (dans certains cas) additionnée de beurre de cacao.
À la fin du conchage, le résidu de lécithine est ajouté avec les arômes et, après un certain temps suffisant pour la dispersion, la viscosité est contrôlée. Si nécessaire, réglez-le en ajoutant du beurre de cacao. En aucun cas, vous ne devez ajuster la viscosité en ajoutant de la lécithine.
Il est parfois possible d'obtenir une réduction supplémentaire de la viscosité en mélangeant rapidement après le conchage, mais cela dépend du type de chocolat et de la teneur en beurre de cacao. Le degré d'une telle réduction ne peut être établi que de manière empirique.
         poudre de cacao et boissons au chocolat
Les poudres finement moulues, en particulier les poudres contenant des matières grasses (poudre de cacao et poudre de chocolat pour la fabrication de boissons), sont difficiles à mouiller et à disperser dans de l'eau ou des liquides contenant de l'eau, tels que le lait.
Utilisation en tant que tensioactif lécithine ou la lécithine modifiée provoque des changements dans la structure physique de la poudre, de sorte que la dispersion se produise.
Souvent, l’ajout de lécithine est associé au processus d’instanciation (voir la section «Lait en poudre» du chapitre 5). Cela permet aux petites particules de «coller» aux agglomérats avec les canaux capillaires à travers lesquels le fluide fuit, ce qui provoque un effet de mouillage. De tels agglomérés ont également une incidence sur la densité du matériau et ont donc un volume plus important pour une masse donnée.
Les lécithines modifiées sont actuellement fabriquées spécifiquement pour la fabrication de poudres mouillables [13]; Ils sont utilisés sous forme liquide, en pulvérisant à des températures normales les poudres avec des mélangeurs spéciaux et des pistolets pulvérisateurs ou lors du séchage par pulvérisation. Si la poudre a déjà été agglomérée, il est possible d'ajouter de la lécithine modifiée à la poudre par simple mélange à sec.
         littérature
  1. .Bamford, Н. F., Gardiner, KJ, Howat, G. Н., Thomson, AF L'utilisation de polyglycérol Polyricinoleate en chocolat. - Confectionery Production UK, 1970.
  2. Cadbury Bros. Ltd. brevet britannique № 1 032 465. - 1966.
  3. Casson, N. flux Equation pour le Pigment-huile Suspensions du logie d'impression Type d'encre // Rheol- des systèmes dispersés. - Londres: Pergamon Press, 1959.
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  11. .Maridey, KS Oléagineux et industries connexes de l'Allemagne // US Dept. Comm. Office Tech. Serv. PS Rept. -1945. - N ° 18. - P. 302.
  12. Martin, RA, Smullen, JF instrumentation simplifié pour la mesure de la viscosité du chocolat // Manf. Conf. - Mai 1981.
  13. Meyer, Lucas, 1985. Hambourg, Allemagne de l'Ouest.
  14. Meyer, Lucas. Metarin-Froctionated Lécithine. - Hambourg, Allemagne de l'Ouest. - 1983.
  15. Osipow, L., Snell, FD, York, WC, Finchler, A. // Ind. Eng. Chem. Londres n ° 48. P. 1459.
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  17. Robbins, JW Une méthode rapide et fiable pour la mesure de la valeur de rendement, la viscosité plastique et «MacMichael» La viscosité du chocolat // Manuf Confect. - 1979.
  18. Steiner, EH Rhéologie des systèmes dispersés // rhéologie de Disperse Systems / Casson N. - Londres: Pergamon Press, 1959.
  19. Définitions et normes pour les aliments / US Food and Drugs Administration. - 1944. - Titre 21. Pt 14, Cacao Produits, Sec. 14.6 (a) et 14.7 (a).
  20. US Patent № 2 629 662.
  21. Witco Chemical Co. Inc., Chicago, 111.

[*]partspermillion, ppm. - Note. Ed.

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