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起霜

困扰糖果工业的一个世界性难题

巧克力起霜导致产品品质下降, 成为困扰糖果工业的一个世界性难题。基料油种类不同, 起霜的机理显著不同。从基料油性质出发, 详细阐述基料油组成、加工条件以及储存条件对巧克力起霜的影响。

巧克力起霜机理
晶型转变
晶型转变理论认为起霜的过程总是伴随着βⅥ型晶体的出现, 且随温度的升高和波动而加快, 因此βⅤ型向βⅥ型的转变导致了巧克力的起霜。调温较好的巧克力在贮存过程中存在βⅤ型晶体向βⅥ型晶体的转变, 然而, 并非存在βⅥ型晶体的巧克力都表现为起霜。Bricknell等研究发现含有大量βⅥ型晶体的巧克力并未起霜, 因此认为晶型的转变是起霜的结果而不是原因。
油脂迁移
常温下呈固态的脂肪并非完全以固态存在, 而是含有相当数量的、束缚在脂肪晶体基质中的液态TAG组分。Lonchampt等认为油脂迁移 (高熔点TAG融于液态油脂中) 至巧克力表面发生重结晶并伸出巧克力表面散射光线导致起霜。Kinta等认为晶体成长过程中周围的脂肪向巧克力内部迁移造成起霜。
共晶作用
共晶作用可发生在单一油脂中, 也可发生在两种不相容的油脂混合体系中。如可可脂初始结晶过程出现高低熔点组分分离, 晶体中SOS浓度显著升高, 而POP和POS浓度明显降低。但脂霜中并未发现SOS含量显著提高, 因此, 该理论未得到进一步的证实。
1 共晶作用
CBS对可可脂非常敏感, 可可脂含量很低时也会出现严重的共晶现象。但是共晶现象是否是CBS巧克力起霜的机制还存在疑问。Williams等在比较不同种类的CBS和可可脂的混合物时发现共晶现象明显的样品起霜却相对较慢。这一现象还有待于进一步研究。
2 油脂迁移
Ali等对不同储存条件下的夹心棕榈仁硬脂黑巧克力的油脂迁移进行了分析, 发现18℃时油脂迁移的速度很慢且未起霜;而30℃时油脂迁移速度很快并迅速起霜。Smith等研究发现不同温度下发生迁移的油脂组分不同。
3 晶型转变
La La La本身可由β′晶型向β晶型转变并向表面迁移, 其含量增加将会诱发C B S巧克力很快起霜。Williams等发现可可脂含量低于40%的可可脂-氢化棕榈仁油混合物在18周的储存期内并未出现β′向β晶型转变。因此, 晶型转变是否是引发起霜的关键还有待于进一步研究。
巧克力起霜因素及防控
巧克力组分
1 基料油脂
两种不相容的油脂共用将导致组分相互分离及共晶现象, 并加速巧克力起霜。夹心巧克力油脂含量很高, 比块状巧克力更易起霜。夹心量越大, 巧克力层越薄, 越易起霜。这与巧克力夹心中高不饱和油脂组分从内部向表面的迁移有关。
2 乳脂及其熔点分提物
乳脂具有延缓巧克力起霜的作用, 特别是高熔点乳脂分提物。乳脂中的微量脂质成分 (甘二酯、单甘酯等) 也可显著影响脂肪结晶及巧克力起霜。不过, 乳脂用于CBS巧克力中不仅不能延缓起霜, 反而会诱发霜的形成。
3 乳化剂
乳化剂可影响脂肪的结晶, 作为抗起霜剂及调节油脂的同质多晶型转变。卵磷脂、人工合成的磷脂 (YN) 、聚甘油多聚蓖麻酸酯 (PGPR) 可有效改善巧克力的黏度和屈服应力, 山梨醇酯、单甘酯、甘二酯主要影响油脂的结晶过程。
加工条件
1 调温工艺
调温过程直接影响巧克力的品质。合理调温的巧克力中含有最大量有正确晶型的小晶体, 脱模性好、表面光亮并可有效预防起霜。若调温不足, 油脂冷却过程中将形成不稳定晶型, 将发生重结晶导致巧克力迅速起霜。若调温过度, 脱模面光泽度消失, 非脱模面很快变为沉闷的灰色。
2 冷却速率
冷却速率太快会使可可脂基和CBE基巧克力形成不稳定晶型, 同时可能出现孔隙和裂缝, 从而促发起霜。恰当的冷却速率有利于油脂潜热的均匀释放, 有效减少巧克力表面张力, 延缓起霜。但对CBS和CBR巧克力而言, 冷却速率需足够快以保证油脂充分结晶, 温度越低、结晶速率越快越有利于抑制起霜。
储存条件
1 储存温度
温度升高会导致巧克力中低熔点TAG流动性增加, 引发起霜或品质下降。温度在18~30℃之间时, 随着温度的升高起霜速率加快。而当温度大于32~34℃时, 巧克力部分熔化, 当温度降低时油脂结晶形成不稳定晶型导致起霜。然而有报道称对于CBS巧克力而言, 15℃时比20℃和25℃时更易起霜。
2 温度波动
温度波动将降低起霜的诱导时间, 从而促使可可脂基巧克力快速起霜。不过, CBS基巧克力对温度波动不敏感。
因此, 应保持巧克力在较低的温度下储存并严格控制温度波动。此外, 还可通过建立网络结构来固定液态油从而延缓和 (或) 减少油脂迁移以预防起霜。
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