نقش امولسیفایرها در صنعت شکلات سازی

نویسنده: مهندس پروین دهقان، کارشناس کنترل موادغذایی-شبکه بهداشت و درمان شبستر

 

امولسیفایرها

امولسیونه کردن توزیع یک فاز مایع به شکل ذرات ریز در فاز مایع دیگر است به گونه ای که این دو کاملا با هم مخلوط شوند. امولسیفایرها این نقش مهم را ایفا میکنند. با افزودن امولسیفایرها پایداری امولسیون افزایش می یابد اما کشش سطحی بین دو فاز و انرژی مکانیکی جهت همزدن در داخل میکسرها کاهش پیدا میکند.

مزیت اصلی افزودن امولسیفایرها به شکلات کاهش ویسکوزیته شکلات و کاهش روغن مصرفی در آن می باشد از مهمترین امولسیفایرهای مورد استفاده در صنعت شکلات میتوان به لسیتین پلی گلیسرول – پلی رسینولئات و ساکاروز دی اولئات و سایر مونو گیلسیرید های فسفریله شده اشاره نمود که از بین امولسیفایرهای فوق لسیتین به واسطه پاره ای از ویژگی های در صنعت شکلات سازی مورد اهمیت خاص میباشد.

این ماده با بالاترین مقدار در زرده تخم مرغ(8-10 درصد) یافت میشود روغن دانه های سویا هم حاوی 2/5 درصد لسیتین هستند که به عنوان ارزان ترین منبع مصرفی عنوان میشوند. لسیتین حاصل از دانه های سویا 100 برابر ارزان تر از لسیتین حاصل از تخم مرغ میباشد. همچنین لسیتین تخم مرغ بیشتر در معرض آلودگی های میکروبی قرار دارد. به واسطه اهمیت ویژه لسیتین از بین امولسیفایرها در زیر به طور اجمالی توضیحاتی بیان می گردد.

لسیتین

لسیتین سویا در اثر شست و شوی مداوم با حلال از دانه های سویا استخراج می گردد و بعد از طی فرآیندی حلال تبخیر شده و ماده ای با رنگ قهوه ای روشن و 65 درصد فسفاتید های نامحلول در استون و روغن سویا حاصل می گردد با انتخاب حلال مناسب و صمغ گیری کیفیت بهتری حاصل میشود و طعم سویا به میزان زیادی از بین میرود برای تصفیه بیشتر از ترتمان استون استفاده میشود.

در مواردی که فراورده با رنگ روشن مورد نظر باشد محصول در معرض عوامل سفیدکننده نظیر پرکسید هیدروژن و پرکسید بنزیل قرار میگیرد. ترکیب تقریبی لسیتین تجاری و اطلاعات آنالیز آن در زیر آورده شده است.

 

با افزودن امولسیفایرها پایداری امولسیون افزایش می‌یابد.

 

چنانکه از آنالیز فوق بر می‌آید فسفاتید ها درصد زیادی از لسیتین را تشکیل میدهند. تفاوت لیستین با فسفاتید ها با ترسیم ساختمان این ترکیب روشن میشود. طبق آنالیز های مدرن تفاوت این دو ماده بیشتر در اسید های چرب باند شونده R و R1 است که میتواند انواع اسید های چرب با زنجیر طولانی مانند پالمیتیک، استئاریک، اولئیک، لینولئیک باشد. وجود روغن سویا همراه با فسفاتیدها مطلوب است چون فسفاتیدهای فاقد روغن سویا کمتر پایدار هستند و اگر بدون توکوفرول باشد به زودی اکسیده میشود. بنابراین در حضور درصدی از روغن سویا لیستین به مدت طولانی قابل نگهداری است. اما در مورد تولید شکلات هایی مانند شکلات سازی این نکته را باید به خاطر داشت که حضور روغن سویا که حاوی ماده ای به نام 2- پنتیل فوران است باعث ایجاد طعم نامطلوب میشود.

اهمیت افزودن لسیتین در شکلات:

شکلات ترکیب هموژنی از مواد جامد خیلی ریز در فاز چربی است. این مواد جامد در شکلات سیاه شکر و مواد کاکائویی و در شکلات شیری ذرات جامد شیر همراه با چربی شیر که بعدا وارد فاز چربی میشوند به دلیل حضور این مواد جامد شکلات حالت کاملا مایعی از خود نشان نمیدهد اما یک خاصیت غیر نیوتنی ارایه میدهد.

ویسکوزیته شکلات مایع خیلی بیشتر از چربی مایع به تنهایی است. از طرفی هم میزان سیالیت شکلات وابسته به سهولت حرکت و لغزندگی ذرات بر روی همدیگر در فاز مایع است.

واضح است که افزودن عوامل فعال سطحی اثر بیشتری وی سیالیت خواهد داشت. همچنانکه قبلا اشاره شده لسیتین تجاری به واسطه ساختمان مولکولی هم خاصیت هیدروفیلی و هم خاصیت لیپوفیلی دارد و این مساله باعث معرفی این ترکیب به عنوان امولسیفایر شده است. هنگامی که لیستین به عنوان یک عامل فعال سطحی به شکلات افزوده میشود گروه های هیدروفیلی این مولکول ها به طور محکمی به مولکول های روی سطح ذرات مواد اولیه حمله میکنند.

این امر حرکت ذرات را افزایش و ویسکوزیته شکلات میزان روغن مصرفی در فراورده ها را کاهش خواهد داد. با توجه به اینکه کره کاکائو به عنوان یکی از مواد اولیه پر اهمیت در صنعت شکلات سازی و یک فراورده گران قیمت است افزودن لسیتین باعث کاهش مقدار کره کاکائو مصرفی در فراورده شکلاتی خواهد شد و این مساله ارزش اقتصادی لسیتین را روشن مینماید.

با افزودن لسیتین میزان روغن مصرفی در شکلات 50 درصد کاهش می یابد که برابر با 13 درصد روغن کل مصرفی است و این نقش لسیتین زمانی که رطوبت فراورده نهایی افزایش می یابد بیشتر محزر میشود. شکلات در حالت طبیعی حاوی 0.5-1.5 درصد رطوبت است. حال اگر میزان رطوبت آن به مقدار خیلی کمی افزایش داده شود ویسکوزیته به میزان زیادی افزایش می یابد. اما اگر مقادیر مشابهی از آب به چربی مایع به تنهایی افزوده شود تغییرات ویسکوزیته مشابهی مشاهده میگردد. ولی در مخلوط چربی و شکر افزوده شود کاهش قابل توجهی در ویسکوزیته ایجاد میگردد. اما این اثر روی مخلوط چربی کاکائو بسیار کم است.

 

روغن دانه های سویا هم حاوی 2/5 درصد لسیتین هستند.

 

علت این مساله را میتوان به خاصیت هیدروفییلی و لیپولفیلی نسبت داد. با افزایش رطوبت در سطح ذرات شکر اصطکاک بین آنها افزایش می یابد. افزودن لسیتین با حمله گروه های هیدروفیلی این ماده به سطح ذرات شکر همراه است که به دنبال این موضوع حرکتت ذرات افزایش یافته و ویسکوزیته کاهش می یابد. پاره ای از تئوری ها هم از این مساله که همیشه اندکی لیستین به طور محکمی به ذرات شکلات باند میشوند حمایت میکنند که در زیر ذکر شده است.

اگر به شکلات مقدار مشخصی لستین در پترولیوم اتر گرم یا حلال مشابه استخراج گردد. همه لستین در چربی استخراج شده ظاهر نمیگردد حتی اگر عمل استخراج دوباره تکرار شود.

زمانی که مخلوط کره کاکائو لستین و شکر پودر شده تهیه میشود ویسکوزیته مناسب ایجاد میگردد. اگر از این مخلوط روغن با حلالی مثل پترولیوم اتر استراج گردد تا شکر فاقد چربی آماده شود و سپس این شکر دوباره تنها با مقادیر یکسانی از کره کاکائو مخلوط گردد ویسکوزیته ای مشابه با مخلوط اصلی ایجاد میشود و این مساله حاکی از این است که فعالیت لسیتین روی ذرات شکر برگردانده میشود.

در پایان نکته مهمی را که باید در ارتباط با اثر لسیتین روی ویسکوزیته اشاره نمود این است که فقط قسمتی از لسیتین کل به شکلات افزوده شده در کاستن ویسکوزیته موثر است. با افزودن حدود0.5 درصد لیسیتن کاهش ثابتی در ویسکوزیته ایجاد میگردد.

این بدین معنی است که افزودن لسیتین به مقدار بیش از 0.5 درصد همراه با مواد دیگر کاهش بیشتری در ویسکوزیته ایجاد نخواهد کرد.

مقدار لسیتینی که در تولید شکلات موثر توصیف شده است در حدود 0.6-0.2 درصد برای سویا و لسیتین های گیاهی دیگر بوده است.

علاوه بر نقش لسیتین در کاهش قابل توجه ویسکوزیته تغییرات فیزیکی دیگری هم مشهود میگردد.

 

لسیتین تخم مرغ بیشتر در معرض آلودگی های میکروبی قرار دارد.

 

یکی از این تغییرات فیزیکی در ارتباط با حرارت دهی و سرد کردن شکلات است.

زمانی که شکلات بدون افزودن لسیتین حرارت داده شود در دما های معین بالا افزایش قابل توجهی در ویسکوزیته مشاهده میگردد. دمای بحرانی در شکلات سیاه 90 در سیلسیوس است و این دمایی است که به ندرت در پروسه تولید شکلات دیده میشود. اما در شکلات شیری این دما در حدود 60 درجه است که افزایش قابل توجهی در ویسکوزیته ایجاد میکند.

زمانی که لسیتین به شکلات های فوق افزوده شود استفاده از دماهای بالاتر بدون تغییر ویسکوزیته محتمل تر میگردد به طوری که دما میتواند در شکلات شیری به 80 درجه برسد پاره ای از ادعا ها بر این است که حرارت دهی شکلات زمینه را برای توسعه کریستال های ثابت کره کاکائو در شکلات مایع فراهم میسازد که زمینه ساز ایجاد سفیدی یا تغییر رنگ در شکلات است. افزودن لسیتین باعث کاهش مای حرارت دهی و سردکنی شکلات میگردد و این امر با تغییر در الگوی کریستالیزاسیون مقاومت به  سفیدی و براقیت را در شکلات های حاصله بهبود میبخشند البته شواهد در این زمینه کم است اگر بنابر اشتباه مقدار لسیتین در شکلات خیلی بیشتر از حد مورد قبول افزوده شود تفاوت خیلی قابل توجهی در شرایط حرارت دهی ایجاد میکند که باید مورد توجه قرار گیرد. به طور مثال دمای مناسب برای ایجاد حالت دانه داری در شکلات 29-27 است ولی زمانی که مصرف لسیتین به بیش از 1 درصد افزایش یابد دمای دانه دار شدن ممکن است به 21 دجه برسد.

در این مقاله توضیحی درمورد لسیتین به عنوان یک فراورده طبیعی و اهمیت آن در صنعت شکلات سازی دادیم. اما محققان برای بهبود عملکرد امولسیفایر های سنتتیک دیگری را نیز معرفی کرده اند که در اینجا یکی از آنها را به نام YN معرفی کرده و توضیحات مختصری در این زمینه خواهیم داد.

 

لسیتین سویا در اثر شست و شوی مداوم با حلال از دانه های سویا استخراج میگردد.

YN امولسیفایر سنتتیک

لسیتین شیمیایی فسفاتیدیل کولین است که منشا اصلی آن لسیتین گیاهی است. اما فسفاتید های سنتیک دیگری هم تولید شده اند که یکی از مهم ترین آنها که توسط Gadbury توسعه یافت YN نام گرفت که تا امروز اهمیت قابل توجهی در صنعت پیدا کرده است. این فستافید سنتیک موجب ایجاد طعم های نامطلوب در شکلات شیری نمیشود و قدرت کاهندگی ویسکوزیته این ترکیب بیش از لسیتین است.

YN از روغن بذر شلغم طی یکسری از واکنش ها حاصل میشود که ترکیب آن به شرح زیر است:

تری گلیسیرید ها 40 درصد

فسفولیپید های طبیعی 15 درصد

مخلوطی از فسفاتید ها به عنوان نمک های آمونیاک 40 درصد به ویژه نمک های آمونیاک و اسید فسفریک 5 درصد

 

شکلات ترکیب هموژنی از مواد جامد خیلی ریز در فاز چربی است.

 

قدرت YN در کاهش ویسکوزیته با افزودن 0.8 درصد از آن یا بیشتر مشاهده میشود.

البته در پاره از کشور ها هنوز مصرف سایر جانشین های لسیتین تصویب نشده است.

 

زمانی که مخلوط کره کاکائو لسیتین و شکر پودر شده تهیه میشود ویسکوزیته مناسب ایجاد می گردد.

 

منبع: مجله خورنوش شماره 35