Reología Del Chocolate Fundido

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

Trabajo encargado Importancia de la reología del chocolate fundido

Cátedra: Ingeniería de alimentos I Catedrático: Ing. Rolando Quintana Díaz Alumno: Luis Anthony Aguilar Quispe

HUANCAYO-PERÚ

1 ÍNDICE

1. REOLOGÍA DEL CHOCOLATE FUNDIDO

2

1.1. PROCESO DE ELABORACIÓN DEL CHOCOLATE

2

1.2. IMPORTANCIA

3

1.3. PROPIEDADES PLÁSTICAS DEL CHOCOLATE

3

1.4. EFECTO DEL AGREGADO DE LECITINA

6

1.4.1.Reto tradicional del chocolate 1.4.2.Emulsionantes 1.4.3.Efecto de los emulsionantes en el chocolate fundido 1.5. LECITINA Viscosidad

2. BIBLIOGRAFÍA

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6 6 7 8 9

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Ingeniería de alimentos I

2 1. REOLOGÍA DEL CHOCOLATE FUNDIDO

1.1. PROCESO DE ELABORACIÓN DEL CHOCOLATE

El proceso industrial del cacao de puede dividir en dos etapas:

A. Transformación del Cacao. B. Producción en la industria del chocolate.

En el proceso industrial se realizan las operaciones de limpieza, descascarillado, tostado, y molido, para obtener la Pasta de Cacao que es el principal ingrediente del chocolate. Posteriormente la Pasta de Cacao es prensada para obtener dos productos: Manteca de Cacao y Torta de Cacao. La Torta de Cacao y la Manteca de Cacao son las materias primas para fabricar distintos tipos de Chocolate.

Fig 1. Ejemplo de diagrama de flujo del chocolate fundido.

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3 1.2. IMPORTANCIA

El chocolate es un producto altamente valorado dentro de la industria alimentaria, ya que ofrece al mercado una variedad de productos que van desde las texturas pulverulentas del cacao en polvo, pastosas como es el caso de las cremas de cacao, líquidas como las bebidas de cacao, sólidas como los bombones y coberturas dentro de la tecnología del confite.

El chocolate como producto final es una mezcla de tres sólidos (masa de cacao, manteca de cacao y azúcar) y uno que otro emulsionante tal es el caso de la lecitina de soja (E322). La elaboración del chocolate es la mezcla de estos tres sólidos a temperatura ambiente. De los tres sólidos que componen el chocolate, el más estudiado es la manteca del cacao, por ser el que rige la mayoría de las propiedades de entre ellas las reológicas. Estos componentes permiten realizar coberturas (mediante los enrobers) los cuales se utilizan para confitería que protegen el relleno del praliné (bombones de chocolate) y evita que se seque (Pedersen, 2012). A temperatura cercana a los 37o C sólo la manteca de cacao se funde dando a la mezcla una propiedad fluida. El control de las propiedades de la manteca de cacao es fundamental dentro de la tecnología del chocolate.

1.3. PROPIEDADES PLÁSTICAS DEL CHOCOLATE

Las propiedades reológicas de la pasta de chocolate fundido tienen una gran influencia en el proceso y la calidad de los productos elaborados. Se ha mostrado gráficamente como para cada tipo de proceso (según el tipo de producto que se elabore), la pasta de chocolate debe tener determinada propiedades reológicas, es decir, valores de esfuerzo limite (  0 ) y de la viscosidad ( uap ) característicos (De hombre, 1996). Los valores de estos parámetros, además, pueden determinar el espesor de la capa de cobertura, por lo que un sistema de control adecuado de los mismos permite ahorros económicos importantes a nivel de procesamiento industrial alimentario.

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4 Consuelo (2008) señala en sus experimentales del estudio reológico de una muestra de chocolate con leche, un claro comportamiento incluido dentro de los plásticos Bingham. Estos datos indican que existe un cierto valor de esfuerzo umbral que necesariamente hay que superar para que el material fluya.

Fig1. Influencia del gradiente de velocidad sobre el comportamiento reológico de una muestra de chocolate con leche. T = 40° C

Por otro lado, De hombre (1996) en sus análisis de las características reológicas del chocolate fundido, ha seguido el Método Oficial de la Oficina Internacional de Cacao y Chocolate, para la determinación de la viscosidad plástica de Casson y el esfuerzo límite de Casson, utilizando para ello 7 producciones diferentes de pastas de chocolate para moldear, tomando una muestra de 2 kg de pasta de una templa de 55 kg por producción, cuyo contenido de grasa fue de 32-34% y alrededor de un 40% de azúcar micropulverizada. A su vez para los análisis viscosimétricos se empleó un viscosímetro (Rotovisko RV3 de la firma Haake) con un sistema de sensor que cumple con el requisito de que las relación de radios rotor/copa es mayor de 0,65 (a>0,65). Obteniéndose así lecturas primarias de torque contra rpm y transformados a resultados de Esfuerzo (  ) vs. Gradiente de velocidad ( dv / dy ), se grafican los datos de (1  a) dv / dy vs.

(1  a)  , calculándose así el esfuerzo límite de Casson con:

 ca  (1/ 2 intercepto)2 din / cm2

Mientras que la viscosidad plástica de Casson se calcula a través de:

ca  (1/ pendiente)2 poise Ing. Rolando Quintana Díaz

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5 Para efectos prácticos De hombre (1996), calculó los parámetros reológicos  ca y ca a través del uso del análisis de regresión con SPSS PC/+. A continuación en la tabla 1 se presentan los resultados obtenidos de los parámetros de Casson para el chocolate fundido de 7 diferentes producciones.

Tabla 1. Resultados de los parámetros de Casson. Producción

 ca (din / cm2 )

ca ( poise)

1

42,6

12,3

2

44,0

19,6

3

56,5

16,5

4

57,5

14,9

5

44,0

23,8

6

69,2

16,8

7

68,2

16.0

Fuente: De hombre (1996)

Como se puede apreciar, los datos reológicos que se presentan en la tabla 1 pueden ser muy variables, ya que además de la complejidad estructural del producto, estas propiedades pueden estar influenciadas por las condiciones y equipamiento tecnológico; tamaño, forma y naturaleza de las partículas dispersas (y sus propiedades de superficie); formulación, condiciones de las materias primas y aditivos utilizados.

Aun así, estas diferentes producciones de chocolate se comportan reológicamente como fluidos plásticos, por lo tanto la ecuación de Casson describe bien el comportamiento de flujo de este producto.

   0  k dv / dy

  ca   00   

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1/ 2

   

  k  

2

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6 1.4. EFECTO DEL AGREGADO DE LECITINA

1.4.1. Reto tradicional del chocolate

Pedersen (2012) nos menciona que los problemas derivados del empleo del chocolate son numerosos, principalmente estos problemas aparecen tras un periodo más o menos largo de almacenamiento. La migración de las grasas o del azúcar al recubrimiento origina la capa gris denominada “Bloom” que es un problema muy importante. Aun así este efecto Bloom sigue siendo seguro para el consumo, pero puede tener un aspecto poco apetitoso y de textura de la superficie.

Fig2. Comparativa de un chocolate normal a la izquierda y un chocolate Bloom a la derecha.

Por otro lado es la pérdida de relleno líquido o la inestabilidad debido al contenido en alcohol del relleno en las coberturas de chocolate siendo también un problema muy común.

1.4.2.Emulsionantes

Chire y Hartel (2010) menciona que los emulsionantes tales como: Lecitina de soya estándar (E322), es usada habitualmente en la industria del procesamiento de chocolates, y también los denominados polirricinoleato de poliglicerol PGPR (E476). Es así que una tonelada de chocolate solo requiere, por lo general, de 4 o 5 kilos de emulsionante.

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7 1.4.3.Efecto de los emulsionantes en el chocolate fundido

La Lecitina (E322), que generalmente se obtiene a partir de la soja o del girasol, se utiliza tradicionalmente para regular la reología de la cobertura para helados. En chocolates, la dosis típica de la lecitina suele ser aproximadamente del 0,4% ya que a este nivel se consigue la funcionalidad óptima, y si se superara, el YV se incrementa. En las coberturas para helados, se suele utilizar un 0,7 – 0,8% para obtener un efecto tampón contra la migración del agua durante el proceso de producción. Esta medida por sí sola ya es una gran ayuda, pero es posible conseguir un resultado todavía mejor.

El fosfátido de amonio o Emulsionante YN (E442), también conocido como Palsgaard® AMP 4448 es un producto elaborado a partir de aceite de colza y posee una funcionalidad mayor que la lecitina. El fosfátido de amonio puede añadirse en dosis elevadas sin efectos negativos sobre el YV (Yield Value: fuerza necesaria para que un fluido no newtoniano como el chocolate empiece a fluir), por lo tanto, es muy adecuado para la aplicación en cobertura para helados.

Fig 4. Reología de las coberturas para helados – Efecto de la adición de agua.

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8 El gráfico 4 nos muestra el aumento de la viscosidad a una velocidad de agitación 2 [1/s] (equivalente a una velocidad de agitación del chocolate de 6 rpm en viscosímetro Brookfield spindle/ husillo S-27) cuando se aplican cantidades diferentes de mix de helado a una cobertura de chocolate con y sin lecitina o Palsgaard® AMP 4448. De forma empírica, se ha determinado que éste es el mejor método de medición para describir las condiciones que se dan en el proceso de recubrimiento de helados.

1.5. LECITINA Se conoce con muy diversos nombres: Lecitina, Fosfatidilcolina, Lecitol,Vitelina, Kelecina, Granulestina. Desde el punto de vista químico es un éster fosfórico de colina enlazada con diferentes diglicéridos –esteárico, palmítico, oleico-. Por lo tanto, es un fosfoglicérido que, en condiciones comerciales, tiene algo más del 2 % de fósforo.

Figura 5. Fórmula estructural de la lecitina; R = Cadena de ácido graso

En el mercado predomina la lecitina obtenida del procesado del aceite de soya, por lo general parcialmente desaceitada.

Tabla 2. Composición generalmente admitida para la lecitina de Soja

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9 Viscosidad

La lecitina plástica, tiene un mínimo de 200 poises, lo que dificulta enormemente su manejo, ello hace que la demanda de lecitina fluida sea lo habitual. Normalmente, aunque el tope máximo de viscosidad de la lecitina fluida es de 15000 centipoises a 25ºC, en el mercado se encuentran valores del orden de 5000 a 7500 centipoises. Fig 3. Lecitina de soya (E322)

Es interesante tener en cuenta que para un buen manejo de la lecitina, esta tiene que tener una viscosidad inferior a los 10000 centipoises. La viscosidad viene fuertemente alterada por la presencia de ácidos grasos y aceites vegetales, especialmente los primeros, por su contenido en ceras y por su humedad (Lambourne, 1999). Basta indicar que la adición de un 2 a un 5% de ácidos grasos a la lecitina plástica la convierte en fluida, con una disminución de la viscosidad del orden de los 100 poises.

La viscosidad de la lecitina queda afectada por el empleo del calor, pero este sólo debe aplicarse a la lecitina dentro de ciertos límites. Sin embargo, la variación es bien patente, así a 60° C la viscosidad presenta un valor mitad del que tiene a 25° C

A diferencia de los glicéridos, la lecitina no resiste altas temperaturas, a partir de 80ºC y a la presión atmosférica, la lecitina se comienza a oscurecer y descomponer. Por encima de los 100º C la oxidación es ya muy franca y la descomposición es rápida. Sin embargo, disuelta en glicéridos calientes aceites minerales y otros disolventes, se puede calentar por encima de los 100° C, incluso durante 24 horas, sin descomposición aparente. Las temperaturas de conservación de la lecitina oscilan entre los 15 y los 50° C a presión ambiente. Por debajo de los 15° C se endurece sobremanera, produciéndose un fenómeno que podría llamarse de "cortado", agrietándose toda la superficie y parte de la masa. Por otra parte, si elevamos excesivamente la temperatura, se oscurece ligeramente y comienzan unas reacciones de oxidación y se pierden algunas de las propiedades funcionales, en especial las tensoactivas. Normalmente, y con el objeto de evitar sobrecalentamientos, hay que procurar que la temperatura del circuito por donde tenga que fluir la lecitina, no exceda de los 75-77° C.

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10 2. BIBLIOGRAFÍA



Chire, G. y Hartel, R. (2010). Efectos de diferentes emulsificantes en el atemperado de chocolate oscuro. Universidad Nacional agraria La Molina. Lima-Perú. http://sisbib.unmsm.edu.pe/bvrevistas/ciencia/v13_n1/pdf/a03v13n1.pdf



Consuelo, L. (2008). Reología de productos alimentarios. Trabajo de investigación. Departamento de Ingeniería .Santiago de Compostela-España. http://dspace.usc.es/bitstream/10347/2556/1/9788498872187_content.pdf



De Hombre, E. (1996). Propiedades reológicas de pastas de chocolate fundido. Trabajo de investigación. Cuba. http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/ViscPastasChocolate_1855.pdf



Pedersen, A. (2012). Problemas causados por la presencia de agua en coberturas para helados, un problema del pasado. Artículo científico. Dinamarca. https://www.google.com/search?safe=off&client=opera&sclient=psyab&q=Arne+Pedersen+palsgaar&btnG=#q=Arne+Pedersen+palsgaard&safe=off&spell=1

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