CC BY
26CRYSTALLIZATION OF A MIXTURE OF COCOA BUTTER AND NEW MODIFIED FATS
Havriushenko K.,
Postgraduate Student, Department of Technology of Fats and Fermentation Products National Technical
University «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkiv, Ukraine
Gladkiy F.,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Technology of Fats and fermentation Products, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkiv, Ukraine
Baumer V.,
PhD, Senior Researcher, SSI STC «Institute for Single Crystals» NAS of Ukraine, Kharkiv, Ukraine.
Mazaieva V.
PhD, research associate, Department of Studies of Technology for Processing Oils and Fats Ukrainian
Research Institute of Oils and Fats of National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Kharkiv, Ukraine.
КРИСТАЛВАЦШ СУМ1Ш1 КАКАО-МАСЛА ТА НОВИХ МОДИФ1КОВАНИХ ЖИР1В
Гаврюшенко К.О.,
AcnipaHm, Кафедра технологи жирiв та npodyKmie бродiння, Нацюнальний mexui4Huu утверситет
«Хартвський полтехтчний iнститyт», Хартв, Украта.
Гладкий Ф.Ф.,
Доктор теxнiчниx наук, професор, Кафедра технологи жирiв та продyктiв бродiння, Нацюнальний теxнiчний утверситет «Хартвський полтехтчний iнститyт», Хартв, Украта.
Баумер В.М.,
Кандидат xiмiчниx наук, старший науковий спiвробiтник, Державна наукова установа НТК «1нсти-
тут монокристалiв» НАН Укра'ти, Хартв, Украта.
Мазаева В.С.
Кандидат теxнiчниx наук, науковий спiвробiтник, Вiддiл дослiджень технологи переробки олт i жирiв Укратський науково-до^дний iнститyт олш та жирiв На^онально '1 академИ аграрних наук Украти, Хартв, Украта.
Abstract
The processes of crystallization of a mixture of cocoa butter and new modified fats - ethyl esters of stearic acid are considered in the article. Ethyl stearate is a promising product for the confectionery industry in terms of providing solid low-melting modified fats without trans-isomers. The aim of the study is to obtain p2 (V) stable modifications of cocoa butter. X-ray analysis and differential scanning calorimetry were used in the studies. The results of the study indicate that: - at a concentration of cocoa butter of 50% or more ethyl stearate turns into an amorphous state; - a mixture of ethyl stearate and cocoa butter does not form solid solutions at any concentration;
- the addition of ethyl stearate to chocolate products reduces the viscosity of cocoa butter, which probably allows the formation of cocoa butter crystals in a stable modification, thus avoiding the "blooming" of the finished product.
Анотащя
В статп розглянуто процеси кристатзацп cyMrni какао-масла та нових модифжованих ж^в - ети-лових ефiрiв стеариново! кислоти. Етилстеарат е перспектвним продуктом для кондитерсько! промисло-восп щодо забезпечення твердими низькоплавкими модифшованими жирами без транс-iзомерiв. Метою дослщження е отримання (V) стабшьних модифжацш какао-масла. При виконанш дослвджень викори-стовували методи рентгенофазного аналiзy та диференцшно-скануючо! калориметрп. Результати досль дження сввдчать про те що: - при концентрацп какао-масла 50% i б№ше етилстеарат переходить в аморф-ний стан; - сумш етилстеарату та какао-масла не утворюе твердих розчишв при будь-яких концентращях;
- додавання етилстеарату до шоколадних виробiв знижуе в'язшсть какао-масла, що, iмовiрно, дозволяе сформувати кристали какао-масла в стабшьнш модифжацп тим самим уникаючи «посившня» готового продукту.
Keywords: ethyl stearate, cocoa butter, crystallization, tempering, X-ray phase analysis, differential scanning calorimetry.
Ключовi слова: етилстеарат, какао-масло, криcталiзацiя, темперування, рентгенофазовий аналiз, ди-ференцшно-скануюча калориметры.
Вступ. 1нновацшним продуктом для кондитер-сько! промисловосп е новi модифжоваш жири -етиловi ефiри стеариново! кислоти. Етилстеарат за сво!ми властивостями подiбний до природного какао-масла, що дозволяе використовувати його в якосп ново! альтернативи. В порiвняннi з iншими модифiкованими жирами альтернативними какао-маслу, етилстеарат мае низку вагомих переваг:
- не потребуе процесу темперування;
- стiйкий до окиснення;
- мае високу твердеть;
- не мiстить транс-iзомерiв жирних кислот;
- мае температуру плавления в точщ (33,4 °С);
- змшуеться з какао-маслом в будь-якому сшв-вiдношеннi;
- не викликае жирового «посившня» в шокола-дних виробах.
Найбшьша перевага етилстеарату, в порiв-нянш з модифiкованими жирами альтернативними какао-маслу в тому, що його плавлення ввдбува-еться в точцi i вмiст твердих ефiрiв при 20 °С бь льше 90%. Це обумовлюе унiкальнi органолептичнi властивостi, а саме ввдчуття холоду в роп при вжи-ваннi шоколадних продукпв на основi етилстеарату.
Використання етилових ефiрiв жирних кислот у склащ харчових продуктiв, зокрема етилстеарату в кондитерських виробах, е новим тдходом в меха-нiзмi забезпечення оргаиiзму людини необхвдними жирними кислотами, яш не впливають на розвиток
серцево-судинних захворювань [1], що е надзви-чайно актуальною задачею для олшно-жирово! га-лузi.
Аналiз лггературних даних i постановка проблеми. Природне какао-масло мае унiкальний ацилглiцериновий склад, також в ньому наявнi цшш аитиокисидантнi та психостимулюючi речо-вини. В какао-ма^ мiститься близько 80% 2-олео-динасичених ацилглiцеринiв, що зумовлюють його високу твердiсть при низькш температурi плавлення. В процес виготовлення шоколаду какао-масло вщграе ключову роль. Крихк1сть, твердiсть та рiзке танення, що властивi для шоколаду, забезпе-ченi кристалами какао-масла, що утворюють безпе-рервну фазу в якш у виглядi суспензи мiстяться дрь бнi частинки цукру, какао-порошка, какао-тертого та сухого молока, яш становлять близько 70 мас.% ввд загально! маси шоколаду [2]. Ввдомо, що какао-масло юнуе в шести полiморфних модифiкацiях: у (I), а (II), а+(Ш), ^'(1У), р2 (V), рг (VI) [2 - 4]. Тем-ператури плавлення рiзних полiморфних форм ацилглiцеринiв какао-масла наведеш в таблицi 1 [5]. Темперування е важливим процесом для створення стабiльних форм какао-масла в шоколаднш суспензи. В'язкiсть темперованого шоколаду збшь-шуеться за рахунок збiльшения кристалiв типу @2 (V) [6]. Основна мета темперування полягае в фор-муванш стабiльних р2 (V) кристалiв ацилглiцеринiв какао-масла. Темперований шоколад мае стабiльну текстуру, гладку та блискучу поверхню, що зберь гаються довгий час.
Таблиця 1
Температури плавлення полiморфних форм какао-масла [5]
Полiморфнi форми Температура плавлення, °С
Y (I) 16 - 18
а (II) 21 - 24
a+(III) 25 - 27
27 - 28
Р? (V) 30 - 33,8
(VI) 34 - 36,3
Для створення «зародив» кристалiв р2 (V) в шоколадi шнуе два основних процеси.
Перший передбачае створення «зародив» в об'емi шляхом процесу темперування. Цей процес вщбуваеться наступним чином. Шоколад спочатку на^ваеться до 45 °С, щоб розплавити ва шiсть форм кристалiв. Попм шоколад охолоджуеться до 27 °С, що дозволяе сформувати кристали Р'(Г^) та Р2 (V) типу. При цш температурi шоколад перемь шуеться i в ньому виникае безлiч дрiбних кристаль чних «зародк1в», яш слугуватимуть ядрами для створення дрiбних кристалiв у шоколадi. Потiм шоколад на^вають до приблизно 31 ° С для усунення будь-яких кристалiв р' (IV) типу, залишаючи лише тип р2 (V).
1нший процес пов'язаний з внесенням «зародив» кристалiв типу (VI). Цей процес передбачае додавання до шоколаду какао-масла в якому у ви-глядi кристалiчно! суспензи мiстяться «зародки» кристалiв типу (VI). Кристалiчна суспензiя какао-масла мiстить приблизно 10-30% «зародив»
кристалiв. В1д 0,2 до 2% суспензи (ввдносно загально! маси шоколаду) додають до шоколаду, який т-дiгрiтий до температури 34 ° С. У звичайному про-цесi попередньо! кристалiзацi! вся шоколадна маса проходить темперування i тддаеться ди щонайме-нше трьох температурних еташв. При внесеннi «зародив» кристалiзацi! використовуеться менша и-льисть чистого какао-масла (0,2-2% вiдповiдно до загально! маси). Шоколадна маса охолоджуеться до температури утворення «зародкiв» за один крок. Такий процес дозволяе досягти зниження енергети-чних витрат [7].
Кристалiчну суспензiю «зародкiв» (VI) типу в какао-маслi отримують розпиленням порошку какао-масла в попередньо охолодженому рiдкому ка-као-масл^ Порошок какао-масла являе собою «зародки» кристалiв типу (VI), що шщшють крис-талiзацiю для отримання кристалiчно! суспензи какао-масла. Для досягнення достатньо! концентра-цi! «зародив» кристалiв суспензiю порошку какао-масла слад охолодити до температури нижче 28 ° С. На цьому етапi охолодження в рiдкому какао-ма^
утворюються, переважно, кристали р2 (V). Шсля повторного нагрГвання суспензп до 32 ° С утворюються кристали (VI) [7].
Кшетику кристалГзацп можна роздiлити на три стадп iнiцiювання (формування «зародив»), рiст кристалiв i охолодження. При статичнш кристаль заци ргдкого какао-масла без «зародив» кристалiв, кинетика кристалГзаци сильно залежать вгд темпера-тури охолодження. При температурах охолодження вгд 10 до 25 ° С безпосередньо утворюються неста-бiльнi модифГкаци кристалiв (а (II), а+(111), /&'(ГУ)). Вводячи стaбiльнi кристалiчнi «зародки» (порошок какао-масла р2 (V), р1 (VI)), рщке какао-масло кри-стaлiзуeться швидше i безпосередньо в модифГкаци Р2 (V) шляхом росту кристал1в. Це пов'язано з тим, що енергiя активацп для росту кристaлiв при моди-фшацп р2 (V) зменшуеться за рахунок внесення «зaродкiв» [7].
В робот [8] встановлено, що виршальною ста-дiею при кристалГзаци ацилглщеришв е формування «зародк1в», тому що полiморфнa форма цен-трiв кристалГзаци зумовлюе утворення вадповадно! полГморфно! форми на стадп росту кристaлiв. Мор-фологiя та полiморфiзм центрГв кристалГзаци ви-значаеться конкуренцiею мiж в'язкгстю та поверх-невою дифузiею при формувaннi «зaродкiв» i зале-жить вiд швидкостi охолодження розплаву чи розчину.
Формування «зародив» представляе собою процес утворення невеликих кристaлiв в розчиш, якi нaдaлi ростуть [9]. Ядра утворюються за рахунок накопичення i агрегацп молекул в радий фaзi (так зване гомогенне утворення «зародив»). Утво-ренню «зародив» можуть сприяти й зовнiшнi ядра (так зване гетерогенне утворення «зародив»). Шви-дкгсть утворення «зародив» залежить вiд температурного профiлю i насичення, а також вiд форми полiморфних кристaлiв i визначае ильисть i розмiр кристaлiв [9].
Полiморфiзм какао-масла обумовлюе поведь нку шоколадних виробiв при зaстигaннi i збертанш [10, 11]. Перш за все це проявляеться у виникненш «посившня» - нaйбiльш поширеного дефекту на по-верхнi шоколадних виробiв [12, 13].
Деякг автори визначили перехщ вiд форми р2 (V) до р1 (VI) основним прийнятим мехашзмом по-яснення появи «посивiння» жиру, як правило, шсля тривалого часу зберГгання та / або коливань темпе-ратури [14, 15, 2]. «Посившня» шоколаду можна уповГльнити шляхом правильно! кристалГзаци aцилглiцеринiв какао-масла в стабтнш р2 (V) фо-рмi та зберiгaннi шоколадних виробiв при постш-них температурах < 25 ° С [2]. Зaмiнa какао-масла молочним жиром в шоколаднш композицп затри-муе утворення «посивiння» шляхом уповГльнення переходу кристaлiв вiд р2 (V) до ^ (VI) [16, 17].
Затримати процес «посивiння» можна дода-ючи до шоколаду рiзнi мiнорнi компоненти.
Наприклад, «вiльнi» жирш кислоти збшьшу-ють час кристалГзаци какао-масла, але тiльки при концентращях вище 2% [18].
Емульгатори майже завжди е обов'язковим компонентом шоколаду. Емульгатори можна умо-вно роздiлити на двi категори - тг, що впливають на реологiчнi властивосп, та тi, що впливають на кри-стaлiзaцiю. Лецитин, синтетичнi фосфолшди та по-лiглiцерин полiрицинолеaт переважно впливають на реолопчш влaстивостi, тодi як ефiри сорбiтaну, моноaцилглiцерини та етоксильоваш ефiри сорбь тану вводяться для керування кристaлiзaцiею. Лецитин - найбшьш поширена поверхнево-активна речовина (ПАР), яку додають при виготовленш шоколаду. Гiдрофiльнa частина лецитину взaемодiе з сахарозою, а лшофшьна - з лiпiдом. Таким чином, лецитин дiе як емульгатор, зменшуючи внутрiшне тертя, а отже й зменшуючи в'язкгсть [19].
Ефiри сорбггану, особливо тристеарат сорбь тану, е ефективними добавками для полшшення та збереження блиску в шоколадг Тристеарат сорбь тану також мае перевагу в тому, що злегка пгдви-щуе вмiст твердого жиру при 35 °С i зменшуе його при бшьш високих температурах, що забезпечуе тривале збереження шоколадних виробiв. В роботi [20] показано, що додавання вiд 0,2 % до 5 % три-стеарату сорбггану знижують температуру плав-лення какао-масла у формГ р2 (V) Г збшьшують рь дку фракцш при 29 °С вгд 27 % до 34 %. Осильки перехщ вгд менш стабшьно! форми Р' (IV) стабшьно! форми р2 (V) вщбуваеться через розплав, тристеарат сорбггану сприяе цьому переходу. В досль дженш [3] також показано, що тристеарат сорбь тану затримуе перехщ р2 (V) до р1 (VI), таким чином зберГгаючи блиск шоколадних виробГв.
Позитивна ефектившсть моностеарат сорбь тану, як структуроутворювача какао-масла, пояс-нюеться низькою розчиннютю в оргашчному сере-довищГ та здатшстю до самозбГрки, утворюючи тривимГрну мережу, здатну захопити лшгдну фазу [3].
В робот [21] повщомили, що твердГ ефГри сорбггану, таи як тристеарат сорбггану, моностеарат сорбггану, а також монопальмггат сорбггану, у концентращях 0,1-5,0 мас.% прискорюють ранню ста-дгю кристалГзаци какао-масла.
В роботГ [22] дослщжували вплив моностеа-рату сорбггану та стеариново! фракци какао-масла на утворення жирового «посившня» на поверхш шоколадних виробГв. Оцшку проводили за Гндек-сом бГлизни та вГзуальними спостереженнями. Зра-зки шоколадних виробГв з моностеаратом сорбгтану та стеарином какао-масла зберГгали протягом 90 дшв при постшнш температурГ 20 ° С. При коли-ванш температур вгд 20 до 32 ° С додавання монос-теарату сорбггану (0,15%, мас.) або стеарину какао-масла (6,0%, мас.) до рецептур темного шоколаду може усшшно стримувати утворення жирового «посившня» на 15 та 45 дшв вГдповГдно.
Зважаючи на вищезазначену шформацгю зали-шаеться актуальним управлшня процесом кристалГзаци какао-масла.
Задача до^дження - з'ясувати можливють управлшня процесом кристалГзаци композицш на основГ какао-масла шляхом змши складу сумшГ та умов !х затвердГвання.
Мета до^дження - отримання p2 (V) стабь льних модифшацш какао-масла.
Матерiали та методи досл1дження. Для дос-л1джень використовували нерафiноване какао-масло промислового виробництва ТМ «Бюквгг-шоко-лад» (Укра!на) та етилстеарат, отриманий шляхом етерифшацп стеариново! кислоти (Нiмеччина) ети-ловим спиртом (96%) згiдно 3i способом описаним в патентi № 143173 [23], з яких приготоваш сумiшi у спiввiдношеннi етилстеарату до какао-масла 5, 25, 50 та 75 %. Також використали продукт «Mycryo» -кристалiзоване какао-масло у виглядi порошку фь рми «Callebaut» (Бельгiя). Два вiдсотки «Mycryo», додаш до розтопленого шоколаду, видiляють необ-х1дну к1льк1сть стабiльних кристалiв для отримання ацилглщеришв какао-масла в формi р2 (V) .
Для дослщження процесiв плавлення етилових ефiрiв стеариново! кислоти та !х сумiшей з какао-маслом використовували диференцшно-скануючий калориметр DSC Q-20 TA Instruments (США) [24].
Рентгенофазний аналiз какао-масла, етилстеарату та !х сумшей виконано на порошковому диф-рактометрi Siemens D500 (Шмеччина) (геометри-чна схема Брегга-Брентано) в мiдному випромiню-ванш з графiтовим монохроматором. Повнопрофiльнi дифрактограми вимiрянi в штер-валi купв 2 <29<50 ° з кроком 0.02°. Для фазового аналiзу були зроблеш еталоннi картки для зразшв чистого какао-масла та етилстеарату, за допомогою яких було проведено яшсний аналiз.
Кiнематичну в'язкiсть вимiрювали за допомогою кашлярного вiскозиметра ВПЖ - 2 з дiаметром катляру 1,77 мм.
Результати дослiдження. Рентгенофазний аналiз етилстеарату (ЕС), какао-масла (МК) та !х сумiшей продемонстрував, що значна частина какао-масла в твердому сташ, представляе собою аморфну речовину на вiдмiну вiд етилстеарату, який характеризуеться як чиста кристалiчна речо-вина. Рентгенограми етилстеарату та какао-масла представленi на рисунках 1 i 2.
Рисунок 1 - Рентгенограма етилових ефiрiв стеариново'1 кислоти
< 2.ООО х : 2-theta у
d-i File HP 12 .DIF ( XPI2_cacMj)il)
Рисунок 2 - Рентгенограма какао-масла
Наявшсть значно! частини аморфно! речовини в какао-масл^ мабуть, можна пояснити вщсутшстю можливосп в виникненнi твердих розчишв через значну рiзницю властивостей та структури ацилгль церинiв, що входять до складу какао-масла. Ацилглщериновий склад какао-масла непостiйний i залежить вiд сорту та мiсцевостi, де вирощують какао-боби [5].
Також, необхщно вiдмiтити, що всi компоне-нти природного какао-масла зтшат один з одним
в певному спiввiдношеннi. Теж саме можна спосте-рiгати при змiшуваннi етилстеарату та какао-масла. Якщо вмiст етилстеарату в сумiшi з какао-маслом складае приблизно 50 % мас. на рентгенограш (рисунок 3) практично ввдсутш лiнi! характерш для кожного з компонента, тобто сумiш представляе собою аморфну речовину з яко! не може кристалiзу-ватись жоден з компонента за будь-яко! температури.
Рисунок 3 - Рентгенограма сум1ш1 етилстеарата та какао-масла у ствв1дношент 50:50
Змша сшввщношення ЕС i МК призводить до того, що при сшввщношенш 75% ЕС та 25 % МК частина етилстеарату та все какао-масло перехо-дять в аморфный стан, а при 25% ЕС та 75% МК -
навпаки. Про цей ефект сввдчать рентгенограми су-мiшей ЕС та МК наведеш на рисунках 4 та 5.
< 2.000 х : 2-theta и : 10407. Linear
d-i File HPI1.DIF (HPIl_Ethul_stearate_Cc)
Рисунок 4 - Рентгенограма oyMrni етилстеарата та какао-масла у спiввiдношеннi 75:25
< 2.0O0 x : 2theta у
d-i File XP12. D IF ( XPI2_Gacaojjil)
Рисунок 5 - Рентгенограма сумгш! етилстеарату та какао-масла у спгввгдношеннг 25:75
Висока Bipor^rncTb цього припущення щдтве-рджуеться даними ядерно-магнггного резонансу (ЯМР). За допомогою ЯМР визначили масову час-тку твердих ефiрiв в етилстеарал та масову частку твердих ж^в в какао-маслi при 20°С. В етилстеа-ратi вмiст твердих ефiрiв складае 94,3 %, а в какао-маслi вмiст твердого жиру на рiвнi 61,6 %, тобто значна частина (близько 40%) какао-масла знахо-диться в рiдкому сташ.
На рисунку 6 наведенi калориметричт кривi процесу плавлення етилстеарату, какао-масла та !х сумiшей. З рисунку 6 видно, що к1льк1сть теплоти, яка поглинаеться при розплавi етилстеарату значно бшьша, нж при розплавi какао-масла.
Це тдтверджуе те, що етилстеарат повшстю е кристалiчною речовиною, тобто не мютить аморфно! частини, а ацилглщерини какао-масла в значнш кiлькостi знаходяться у виглядi невпорядковано! (аморфно!) структури. Тому, на рисунку 6 спостерь гаеться лшшна залежнiсть величини теплового потоку ввд вмiсту етилстеарату в какао-ма^ при роз-плавi !х сумшей.
В таблицi 2 наведенi результата диференцшно-скануючо! калориметрi! щодо показнишв темпера-тури плавлення для сумшей з рiзним вмiстом етилстеарату в какао-маслг
Данi таблицi 2 сввдчать про те, що етилстеарат не утворюе з какао-маслом евтектичних сумшей.
Таблиця 2
Вмют етилстеарату в какао--масл^ % Початок Максимум Кшець
°C °C °C
0 13,33 20,86 32,23
5 11,7 20,59 30,14
25 15,76 21,15 26,54
50 24,89 26,74 29,19
75 26,51 30,78 35,54
100 30,6 34,54 41,99
-10 10 Температура (°C)
Рисунок 6 - Процес плавлення, при швидкостi 7 град/хв, для етилстеарату, какао-масла та Их сумiшей: 1 - 100% МК, 2 - 5 % ЕС:95% МК, 3 - 25% ЕС:75% МК, 4 - 50% ЕС:50% МК, 5 - 75% ЕС:25% МК, 6 - 100% ЕС.
Еспериментально шдтверджено аномальне зростання в'язкосл какао-масла в передкристалiза-цшний перюд, тобто при температурах 29 - 36 °С. Це можна пояснити утворенням високо! концентра-ци так званих асощапв, що «блокують» рух молекул у розплавi [25]. В цих же умовах етилстеарат не проявляе таких властивостей.
Молекулярш кристали застигають в нестабшь-нш модифшацп, тому що, мабуть, не вистачае ене-ргi!', щоб перебудувати асоцiати в стабiльну моди-фшацш [25]. Якщо в какао-масло додати «зародки» майбутнiх стабiльних кристалiв, то воно ввдразу кристалiзуеться в стабшьнш модифiкацi!.
Це п1дтверджуеться рентгенограмами, що зо-браженi на рисунках 7 i 8.
Рисунок 7 - Рентгенограма какао-масла «Mycryo»
< 2.080 x : 2-the-ta у
d-i File XPI2.DIF ( XPI2_cacao_oil)
Рисунок 8 - Рентгенограма какао-масла з додаванням 2 % продукту «Mycryo»
На рисунку 9 зображено залежшсть шнематично! в'язкост етилстеарату (ЕС) та масла-какао (МК) ввд температури.
80 70
н о о
~ 60 л н о
'S3 50
<п «
и
оЗ 40
К
сг
£ 30
5 ¡ 20
73,71
34,68
21,71
МК ЕС
10
7,55
5,625,25
10 20 30 40
Температура, °С
50
60
70
Рисунок 9 - Залежнгсть ктематичног в 'язкост1 етилстеарату та какао-масла eid температури
В'язшсть неасоцшованих рщин залежить вщ ix питомого об'ему (точнiше «вшьного» об'ему, у вщ-повiдностi з рiвнянням О.1. Бачинського) [25]. «Bi-льний» об'ем етилстеарату значно бiльше за «вшь-ний» об'ем ацилглiцеринiв, що входять до складу какао-масла, тому в'язшсть при 40 °С етилстеарату приблизно в 10 разiв менша, шж в'язк1сть какао-масла. Це створюе сприятливi умови для кристаллiза-ци етилстеарату в стабiльнiй модифшацп.
Осшльки, какао-масло е багатокомпонентною сумiшшю рiзних ацилглiцеринiв та кристалiзуеться
в шести полiморфних модифiкацiях, то при швид-кому охолодженнi спочатку кристалiзуеться бшьш низькоплавка модифiкацiя, що обумовлюе тдви-щення в'язкостi системи i унеможливлюе кристаль зацiю какао-масла в р2 (V) - стабiльнiй модифша-цп. Для зниження в'язкостi системи, пропонуеться додавати етилстеарт, що дозволяе при швидкому охолодженнi сформувати стабiльну модифiкацiю.
0
0
Рисунок 10 - Залежтстъ в'язкостi eid eMicmy етилстеарату в какао-маcni
Таблиця 3
Показники юнематично! вязкосп в залежносп ввд вмюту етилстеарату в какао-масл1_
В'язшсть сумiшi етилстеарат - какао-масло, сст Вмют етилстерату в какао--масл^ %
71,84 0
49,86 10
21,79 50
9,46 90
7,16 100
Проведет вим1ри юнематично! в'язкосп при температур! 30°С какао-масла, етилстеарату та ïx сумшей. Показники в'язкосп та вмюту етилтеа-рату в какао-масл1 представлен! в таблиц! 3. З зале-жносп (рисунок 9) встановлено, що етилстеарат можна застосовувати для зниження в'язкост! какао-масла. Непрямим доказом цього е виготовлення шоколадних вироб!в на основ! етилстеарату. Зразки прко! шоколадно! маси виготовлен! без процесу те-мперування з вм!стом етилстеарату 33% вщ загаль-но! шлькосп какао-масла, що м!ститься у какао-продуктах (або 16% за рецептурою, замють какао-масла), при збер^анш бшьше 6 м!сяц!в не мають жирового «посившня» на в!дм!ну вщ шоколадних зразшв виготовлених при тих же умовах але з вико-ристанням какао-масла.
Висновки.
Доведено, що сум!ш етилстеарату та какао-масла не утворюе твердих розчишв при будь-якш кон-центрац!!.
Визначено, що к!льк!сть аморфно! складово! в сум!ш! какао-масла та етилстеарату за шмнатно! те-мператури зб!льшуеться з п!двищенням дол! етилстеарату i досягае максимуму при сшввщношенш 1:1, тобто етилстеарат за ввдповвдних умов переходить в аморфний стан. Це можна пояснити здатш-стю какао-масла i етилстеарату змшуватися у будь-яких сшввщношеннях при будь-яких температурах.
Визначено, що при будь-якому спiввiдношеннi какао-масла i етилстеарату в сумiшi утворюються кристалiчнi структури притаманнi одному iз компонента.
Пропонуеться наступний пiдxiд управлшня процесом кристалiзацiï какао-масла - використання в якостi центрiв кристалiзацi! («зародив») мщел по-верхнево-активних речовин, що за своею структурою i температурою формування ввдповщають структурi i температурi плавлення стабiльно! (V) модифжаци какао-масла.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ:
1. Гаврюшенко Е.А., Гладкий Ф.Ф. Технология модифицирования жиров, обеспечивающая эффективное их использование в составе пищевых продуктов. Материалы XIII международной конференции «Масложировая отрасль: технологии и рынок, 15 - 16 октября 2020 г.». - Киев. С. 18 - 22.
2. Rousseau D. The microstructure of chocolate. Understanding and Controlling the Microstructure of Complex Foods. 2007. P. 648690. doi:10.1533/9781845693671.4.648
3. Lonchampt P., Hartel R. W. Fat bloom in chocolate and compound coatings. European Journal of Lipid Science and Technology. 2004. Vol. 106. P. 241274. doi: 10.1002/ejlt.200400938
4. Wille R. L., Lutton E. S. Polymorphism of cocoa butter. Journal of the American Oil Chemists' So-ciety.1966. Vol.43. N.8. P. 491496. doi:10.1007/bf02641273
5. Дорохович А.М. Технолопя шоколаду: Навч. Поаб. - К.: НУХТ. 2014. 367 с.
6. Servais C., Ranc H., Roberts I.D. Determination of chocolate viscosity. Journal of Texture Studies.
2003. Vol. 34. N.5-6. P. 467-497. doi:10.1111/j.1745-4603.2003.tb01077.x
7. Zeng, Y. Impf- und Scherkristallisation von Schokoladen. Diss. ETH Nr. 13798, ETH Zurich. 2000.
8. Павлова И.В. Теоретические и експеримен-тальные основы развития технлогии производства заменителей масла-какао: автореф. Дис. На соискание ученой степени д-ра техн. наук: 05.18.06 «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-кос-метичеких продуктов»/ Павлова Ирина Владиславовна. - СПб. 2000. 55 с.
9. Metin S., Hartel R. W. Crystallization of Fats and Oils. Bailey's Industrial Oil and Fat Products. 2005.
10. Reade M.G. Cooling processes. The natural rate of solidification of chocolate. Manuf. Confect. 1985. Vol.65. N. 1. P. 59-65.
11. Whitefield R. Chocolate moulding plants. Part IV. Confect. Manuf and Market. 1991.Vol. 28. N. 3. P. 23-25.
12. Bricknell J., Hartel R. W. Relation of fat bloom in chocolate to ро1утогйс transition of cocoa butter. Journal of American Oil Chemists' Society. 1998. N. 11. P. 1609-1615.
13. Laustsen K. The nature of fat bloom in molbed compoind coatings. Manuf Confect. 1991. Vol. 71. N.5. P. 137-144.
14. Stephen T., Beckett B. Sc. Industrial Chocolate Manufacture and Use, Fourth Edition. 2008. P.688.
15. Dahlenborg H., Millqvist-Fureby A., Bergenstahl B., Kalnin D. J. E. (2010). Investigation of Chocolate Surfaces Using Profilometry and Low Vacuum Scanning Electron Microscopy. Journal of the American Oil Chemists' Society. 2010. Vol. 88. N. 6. P. 773783. doi:10.1007/s11746-010-1721-8
16. Luccas V., Bonomi É. C., Kieckbusch T. G. Caracterizagao comparativa entre chocolates ao leite formulados com gordura de leite anidra e com estearina de gordura de leite. Brazilian Journal of Food Technology. 2014. Vol. 17. N.2. P. 130138. doi:10.1590/bjft.2014.020
17. Sonwai S., Rousseau D. Controlling fat bloom formation in chocolate - Impact of milk fat on microstructure and fat phase crystallisation. Food Chemistry. 2010. Vol. 119. N.1. P. 286-297. doi:10.1016/j.food-chem.2009.06.031
18. Pontillon J., Cacao et chocolat: production, utilisation, caractéristiques. Lavoisier, Paris (France).1998.
19. Nebesny E., Zyzelewicz D. (2004). Effect of lecithin concentration on properties of sucrose-free chocolate masses sweetened with isomalt. European Food Research and Technology. 2004. Vol. 220 N.2. P. 131-135. doi: 10.1007/s00217-004-1009-z
20. Masuchi M. H., Grimaldi R., Kieckbusch T. G. Effects of Sorbitan Monostearate and Monooleate on the Crystallization and Consistency Behaviors of Cocoa Butter. Journal of the American Oil Chemists' Society. 2014. Vol. 91. N.7. P. 11111120. doi:10.1007/s11746-014-2469-3
21. Sonwai S., Podchong P., Rousseau D. Crystallization kinetics of cocoa butter in the presence of sorbitan esters. Food Chemistry. 2017. Vol. 214. P. 497506. doi:10.1016/j.foodchem.2016.07.092
22. Buscato M. H. M., Hara L. M., Bonomi É. C., Calligaris G. de A., Cardoso, L. P., Grimaldi R., Kieckbusch T. G. Delaying fat bloom formation in dark chocolate by adding sorbitan monostearate or cocoa butter stearin. Food Chemistry. 2018. Vol. 256. P. 390396. doi:10.1016/j.foodchem.2018.02.127
23. Гаврюшенко, К. О., Гладкий, Ф. Ф. (2020). Пат. № 143173 UA. Cnoci6 одержання етилових ефiрiв жирних кислот. МПК C07C 67/03, C11C 3/10. № u 2020 01327. Опубл.: 10.07.2020. Бюл. № 13.
24. Дифференциально сканирующие калориметры QDSC. Руководство пользователя QDSC. 57 c.
25. Уббелоде А. Плавление и кристаллическая структура. Издательство «Мир», Москва. 1969. 420с.
