Глава 1. Процесс измельчения в шоколадном производстве
1.1 Влияние дисперсности полуфабрикатов шоколадного производства на качественные и экономические показатели шоколадных изделий
Основным полуфабрикатом шоколадного производства является шоколадная масса, которая используется для приготовления различных сортов шоколадных изделий [158, 178, 183]. Шоколадная масса представляет собой тонко измельченную смесь какао-продуктов и сахарной пудры, процентное содержание которых устанавливается согласно унифицированным рецептурам. Качество шоколадных масс определяется дисперсностью ее частиц или, как принято называть в практике, степенью измельчения, которая условно выражает долю частиц определенного размера, выраженную в процентах от общей массы [158,202].
Изучению фракционного состава шоколадных полуфабрикатов уделено большое внимание в работах отечественных и зарубежных исследователей [1,20,26,27,28,29,30,145,147]. По вопросу рационального диапазона дисперсности твердой фазы шоколадных масс в литературе имеются противоречивые данные, свидетельствующие о сложности процессов, происходящих в шоколадном производстве. Так, по мнению Реутова [201] , максимально допустимый размер твердых частиц в шоколадной массе не должен превышать 35 мкм. Эти частицы легко ощущаются органолептически и ухудшают качество готовых шоколадных изделий. Исследованиями Kleinert, Schmitt, Шламаса и Маршалкина [125,147,165,183,184,210,221,225] установлено, что наилучшим качеством обладают шоколадные массы, в которых размер частиц не превышает 15-20 мкм. Рапопорт [200] утверждает о необходимости измельчения частиц шоколадных масс, предназначенных для приготовления высококачественных сортов шоколада, до размера не более 10-16 мкм. В нашей стране качество шоколадных масс регламентировано стандартом [142,143], контролирующим содержание частиц размером более 35 мкм.
В зависимости от процесса производства и качества обработки шоколадные массы подразделяются на десертные и обыкновенные. В десертных шоколадных массах массовая доля частиц размером менее 35 мкм должна составлять не менее 96 %, а в обыкновенных - не менее 92%. В настоящее время в шоколадном производстве 90 % всего объема выпускаемой продукции составляют обыкновенные шоколадные массы, что свидетельствует о невысоком качестве отечественных шоколадных изделий.
Частицы мелкодисперсных фракций не оказывают влияния на качество шоколадных масс, их количество и нижний предельный размер не стандартизированы [168,169].
Между тем, эти частицы оказывают существенное влияние на реологические свойства полуфабрикатов. Inglenton [217], на основании проведенных исследований утверждает, что оптимальный размер частиц твердой фазы шоколадных масс должен находиться в пределах 25 мкм, так как дальнейшее уменьшение размера частиц уже не приводит к улучшению качества, а вызывает увеличение вязкости продукта. Исследованиями Кондаковой, Ермаковой, Клешко [154,155,164,168,169] установлено, что с уменьшением диаметра частиц шоколадных масс значительно увеличивается их удельная поверхность.
При уменьшении размера частиц от 30 до 10 мкм, удельная поверхность возрастает в 3 раза, а от 10 до 2 мкм – в пять раз. Поскольку шоколадная масса представляет собой дисперсную систему, в которой дисперсной средой является какао-масло, а дисперсной фазой – частицы какао-бобов и сахара, то с увеличением удельной поверхности частиц твердой фазы происходит перераспределение на ней жидкой фазы (какао- масла) и уменьшение жировой оболочки вокруг частиц. В работе [154] представлена зависимость жировой оболочки вокруг частиц от ее диаметра и удельной поверхности (рис. 1.1), указывающая на то, что чем больше дисперсность продукта, тем тоньше величина жировой оболочки.
Уменьшение жировой оболочки приводит к уменьшению текучести и увеличению вязкости системы, что нарушает ход дальнейших технологических операций в классической схеме производства шоколадных масс. Снижение вязкости до регламентированного значения (11- 14 Па, при температуре t = 32 °С) осуществляется за счет добавления какао-масла, что значительно увеличивает себестоимость шоколадных изделий, приводит к нерациональному расходу какао-бобов и затушевывает их вкусовые достоинства.
Рисунок 1.1 - Зависимость удельной поверхности твердой фазы (1) и величины жировой оболочки (2) от диаметра частиц шоколадных масс
Теоретические и экспериментальные исследования [71,72,116,125] показали, что получение шоколадных масс с ровным гранулометрическим составом в оптимальном диапазоне дисперсностей от 10 до 30 мкм позволяет снизить общее содержание жира (какао-масла) при неизменном регламентированном значении вязкости и подучить шоколад более высокого качества.