Theobroma cacao is the scientific name of the cocoa tree, which produces the pods, fruits that contain approximately forty seeds soaked in a white and juicy substance. These are the cocoa beans, the protagonists of the long path way for chocolate production. The chocolate structure is the result of numerous phase operations that start from the preparation of the ingredients until their melting in a mold. An ingredient of particular importance and absolutely necessary to obtain the desired product is the cocoa butter. The latter is obtained by hot squeezing cocoa beans in hydraulic presses. Cocoa butter is one of the most stable fats. The physical properties of chocolate mainly depend on the composition of its fats: a mixture of triglycerides that are composed almost exclusively by palmitic acid (27%), stearic acid (37%) and oleic acid (34%). Chocolate processing is closely linked to the crystallization and polymorphic behaviour of the fat phase. Before transforming chocolate from liquid into solid, it has to be tempered. It is a processing phase useful to control crystallization and reach a more stable form of the cocoa butter in the finished product. In the cocoa butter, triglycerides fit with each other creating double or triple chains, which lead to six forms of crystallization. These crystals look differently for their shape, structure, size and melting point. The purpose of tempering is to select the most stable crystals, so that the chocolate can maintain its optimal characteristics with time: brilliance, ease of demoulding, perfect crystalline structure, snap and shelf-life. The process initially consists in the complete chocolate melting, in order to dissolve all fat crystals; subsequently it is necessary to cool down to the point of crystallization; into the last step mass is cooled again: only the stable crystals will be selected while the unstable ones, with a lower melting point, will melt. To check whether the chocolate is tempered or not, a tool called Temper meter is used, which measures the cooling curve of cocoa butter. Studies show that with different stages of tempering, it is possible to obtain products with different characteristics, but at the same time a standard tempering doesn't exist for all types of chocolate, as they vary according to the different equipment used and the recipe. Furthermore it has been noted that hardness and viscosity have an inverse relationship with the particles size. Significant interactions have been observeded among all parameters, suggesting that the combined effects of particle size distribution and tempering can be manipulated to reduce the hardening and the viscosity of dark chocolate. Post-process operations too can negatively influence the quality of chocolate by presenting two types of defects: fat bloom and sugar bloom.

Il nome scientifico dell'albero del cacao è Theobroma Cacao, da cui hanno origine le cabosse, frutti che presentano al loro interno circa una quarantina di semi immersi in una sostanza bianca e succosa. Stiamo quindi parlando delle fave di cacao, protagoniste del lungo percorso che porta alla produzione del cioccolato. La struttura del cioccolato è il risultato di numerose operazioni che partono dalla preparazione degli ingredienti fino alla fusione degli stessi in uno stampo. Ingrediente di particolare importanza e di estrema necessità per ottenere il prodotto desiderato è il burro di cacao. Quest'ultimo si ottiene dalla spremitura a caldo delle fave di cacao in presse idrauliche. Il burro di cacao è uno dei grassi più stabili noti. Le proprietà fisiche del cioccolato dipendono principalmente dalla composizione dei suoi grassi: una miscela di trigliceridi composti quasi esclusivamente da acido palmitico (27%), acido stearico (37%), entrambi grassi saturi, e acido oleico (34%), monoinsaturo. La lavorazione del cioccolato è fortemente legata alla cristallizzazione e al comportamento polimorfico della fase grassa. Prima che il cioccolato possa essere trasformato da liquido a solido deve essere temperato. Si tratta di una fase di lavorazione utile per tenere sotto controllo la cristallizzazione, necessaria per la formazione della forma più stabile del burro di cacao nel prodotto finito. Nel burro di cacao i trigliceridi si incastrano l'uno con l'altro creando doppie o triple catene, che, unendosi ad altre, danno luogo a sei possibili forme di cristallizzazione più o meno stabili. Questi cristalli si presentano differenti per forma, struttura, dimensione e punto di fusione. Lo scopo del temperaggio è quello di selezionare i cristalli di burro di cacao solamente nella forma stabile, così che il cioccolato possa mantenere nel tempo le proprie caratteristiche ottimali: brillantezza, facilità di smodellaggio, perfetta struttura cristallina, snap e durabilità del tempo. Il processo consiste inizialmente in una completa fusione del cioccolato, in modo da sciogliere tutti i cristalli di grasso; successivamente si raffredda fino al punto di cristallizzazione con conseguente cristallizzazione; l'ultima fase prevede un riscaldamento della massa del cioccolato pre-cristallizzato, in modo tale da selezionare i cristalli stabili, mentre quelli instabili, con punto di fusione più basso, fonderanno. Per valutare se il cioccolato è temperato o meno si utilizza uno strumento chiamato Temper meter, che misura la curva di raffreddamento del burro di cacao. Da studi effettuati si evince che con diversi stadi di tempera si ottengono prodotti dalle caratteristiche diverse, ma allo stesso tempo non esiste un temperaggio standard per tutti i tipi di cioccolato che invece varierà al variare dell'attrezzatura utilizzata e della ricetta. Inoltre si è potuto notare che durezza e viscosità hanno una relazione inversa con la dimensione delle particelle. Si sono osservate significative interazioni tra tutti i parametri, suggerendo che gli effetti combinati della distribuzione granulometrica e temperaggio possono essere manipolati per ridurre l'indurimento e la viscosità nel cioccolato fondente. Infine anche le operazioni post-processo possono influenzare negativamente la qualità del cioccolato presentando due tipi di difetti: l'affioramento in superficie del burro di cacao (fenomeno del fat bloom) e l'affioramento dello zucchero.

Caratteristiche fisico-chimiche del burro di cacao e implicazione nella preparazione del cioccolato

EMILIANI, MICHELA
2013/2014

Abstract

Il nome scientifico dell'albero del cacao è Theobroma Cacao, da cui hanno origine le cabosse, frutti che presentano al loro interno circa una quarantina di semi immersi in una sostanza bianca e succosa. Stiamo quindi parlando delle fave di cacao, protagoniste del lungo percorso che porta alla produzione del cioccolato. La struttura del cioccolato è il risultato di numerose operazioni che partono dalla preparazione degli ingredienti fino alla fusione degli stessi in uno stampo. Ingrediente di particolare importanza e di estrema necessità per ottenere il prodotto desiderato è il burro di cacao. Quest'ultimo si ottiene dalla spremitura a caldo delle fave di cacao in presse idrauliche. Il burro di cacao è uno dei grassi più stabili noti. Le proprietà fisiche del cioccolato dipendono principalmente dalla composizione dei suoi grassi: una miscela di trigliceridi composti quasi esclusivamente da acido palmitico (27%), acido stearico (37%), entrambi grassi saturi, e acido oleico (34%), monoinsaturo. La lavorazione del cioccolato è fortemente legata alla cristallizzazione e al comportamento polimorfico della fase grassa. Prima che il cioccolato possa essere trasformato da liquido a solido deve essere temperato. Si tratta di una fase di lavorazione utile per tenere sotto controllo la cristallizzazione, necessaria per la formazione della forma più stabile del burro di cacao nel prodotto finito. Nel burro di cacao i trigliceridi si incastrano l'uno con l'altro creando doppie o triple catene, che, unendosi ad altre, danno luogo a sei possibili forme di cristallizzazione più o meno stabili. Questi cristalli si presentano differenti per forma, struttura, dimensione e punto di fusione. Lo scopo del temperaggio è quello di selezionare i cristalli di burro di cacao solamente nella forma stabile, così che il cioccolato possa mantenere nel tempo le proprie caratteristiche ottimali: brillantezza, facilità di smodellaggio, perfetta struttura cristallina, snap e durabilità del tempo. Il processo consiste inizialmente in una completa fusione del cioccolato, in modo da sciogliere tutti i cristalli di grasso; successivamente si raffredda fino al punto di cristallizzazione con conseguente cristallizzazione; l'ultima fase prevede un riscaldamento della massa del cioccolato pre-cristallizzato, in modo tale da selezionare i cristalli stabili, mentre quelli instabili, con punto di fusione più basso, fonderanno. Per valutare se il cioccolato è temperato o meno si utilizza uno strumento chiamato Temper meter, che misura la curva di raffreddamento del burro di cacao. Da studi effettuati si evince che con diversi stadi di tempera si ottengono prodotti dalle caratteristiche diverse, ma allo stesso tempo non esiste un temperaggio standard per tutti i tipi di cioccolato che invece varierà al variare dell'attrezzatura utilizzata e della ricetta. Inoltre si è potuto notare che durezza e viscosità hanno una relazione inversa con la dimensione delle particelle. Si sono osservate significative interazioni tra tutti i parametri, suggerendo che gli effetti combinati della distribuzione granulometrica e temperaggio possono essere manipolati per ridurre l'indurimento e la viscosità nel cioccolato fondente. Infine anche le operazioni post-processo possono influenzare negativamente la qualità del cioccolato presentando due tipi di difetti: l'affioramento in superficie del burro di cacao (fenomeno del fat bloom) e l'affioramento dello zucchero.
ITA
Theobroma cacao is the scientific name of the cocoa tree, which produces the pods, fruits that contain approximately forty seeds soaked in a white and juicy substance. These are the cocoa beans, the protagonists of the long path way for chocolate production. The chocolate structure is the result of numerous phase operations that start from the preparation of the ingredients until their melting in a mold. An ingredient of particular importance and absolutely necessary to obtain the desired product is the cocoa butter. The latter is obtained by hot squeezing cocoa beans in hydraulic presses. Cocoa butter is one of the most stable fats. The physical properties of chocolate mainly depend on the composition of its fats: a mixture of triglycerides that are composed almost exclusively by palmitic acid (27%), stearic acid (37%) and oleic acid (34%). Chocolate processing is closely linked to the crystallization and polymorphic behaviour of the fat phase. Before transforming chocolate from liquid into solid, it has to be tempered. It is a processing phase useful to control crystallization and reach a more stable form of the cocoa butter in the finished product. In the cocoa butter, triglycerides fit with each other creating double or triple chains, which lead to six forms of crystallization. These crystals look differently for their shape, structure, size and melting point. The purpose of tempering is to select the most stable crystals, so that the chocolate can maintain its optimal characteristics with time: brilliance, ease of demoulding, perfect crystalline structure, snap and shelf-life. The process initially consists in the complete chocolate melting, in order to dissolve all fat crystals; subsequently it is necessary to cool down to the point of crystallization; into the last step mass is cooled again: only the stable crystals will be selected while the unstable ones, with a lower melting point, will melt. To check whether the chocolate is tempered or not, a tool called Temper meter is used, which measures the cooling curve of cocoa butter. Studies show that with different stages of tempering, it is possible to obtain products with different characteristics, but at the same time a standard tempering doesn't exist for all types of chocolate, as they vary according to the different equipment used and the recipe. Furthermore it has been noted that hardness and viscosity have an inverse relationship with the particles size. Significant interactions have been observeded among all parameters, suggesting that the combined effects of particle size distribution and tempering can be manipulated to reduce the hardening and the viscosity of dark chocolate. Post-process operations too can negatively influence the quality of chocolate by presenting two types of defects: fat bloom and sugar bloom.
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