Процесс кристаллизации эквивалентов масла какао: механизм, факторы и новые аспекты

Введение: Глазированная кондитерская продукция традиционно пользуется высоким спросом у потребителей. Производство шоколадной глазури в России в 2022 году увеличилось на 8,6 %. Масло какао является дорогостоящим сырьем. Использование эквивалентов масла какао (ЭМК) позволяет обеспечить стабильное производство шоколадных глазурей. ЭМК в основном аналогичны по триацилглицеридному составу (ТАГ) с маслом какао, но часто не идентичны. Характеристики кристаллизации масла какао и ЭМК, такие как температура и продолжительность, во многом определяют процесс структурообразования глазури.

Цель: Изучить влияние жирнокислотного и триглицеридного состава ЭМК на их процесс кристаллизации. Объектами исследования являлись образцы масла какао и ЭМК различных производителей.

Материалы и методы: Характеристику кристаллизации жиров определяли калориметрическим методом, триглицеридный и жирнокислотный состав исследовали методом газожидкостной хроматографии.

Результаты: Сравнение результатов измерения температуры кристаллизации, полученных на приборе Дженсена и на приборе «MultiTherm», показало необходимость введения коэффициентов корреляции. Установлена взаимосвязь между содержанием триглицеридов POS и РОР и температурой застывания жиров. Наблюдалась корреляция времени кристаллизации и содержания суммы триглицеридов SOS и POP, с увеличением которой в образцах ЭМК продолжительность кристаллизации сокращалась.

Выводы: Предложено для более полной оценки процесса кристаллизации жиров наряду с температурой застывания T_max, учитывать и температуру начала кристаллизации T_min, продолжительность достижения температурных минимума и максимума τ_min и τ_max.

1. Кондратьев, Н.Б. (2015). Оценка качества кондитерских изделий. Повышение сохранности кондитерских изделий. Москва: Издательство "Перо", 250 с. ISBN 978-5-906847-62-1

2. Линовская, Н.В. & Мазукабзова Э.В. (2017). Комплексная оценка показателей качества какао-бобов. Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, 6 (47), 90-93.

3. Линовская, Н.В., Мазукабзова, Э.В., & Руденко О.С. (2019). Научно обоснованные критерии производства шоколадных полуфабрикатов с использованием фруктово-овощных порошков. Вестник ВГУИТ, 81 (3), 151–157. DOI: https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-3-151-157

4. Мазукабзова, Э.В., & Зайцева, Л.В. (2022). Органолептические, реологические и кристаллизационные свойства кондитерской глазури с порошком из свеклы. Пищевые системы, 5 (2), 132-138. DOI: https://doi.org/10.21323/2618-9771-2022-5-2-132-138

5. Afoakwa, E.O. (2010). Chocolate Science and Technology, 1st ed.; Wiley-Blackwell: West-Sussex, UK. DOI: https://doi.org/10.1002/9781444319880

6. Aumpai, K., Tan, C. P., Huang, Q. & Sonwai, S. (2022). Production of cocoa butter equivalent from blending of illipé butter and palm mid-fraction. Food Chemistry, 384, 132535. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132535

7. Bahari, A. & Akoh, C.C. (2018). Texture, rheology and fat bloom study of ‘chocolates’ made from cocoa butter equivalent synthesized from illipe butter and palm mid-fraction. LWT, 97, 349-354. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.07.013

8. Bresson, S., Rousseau, D., Ghosh, S., Marssi, M.E. & Faivre, V. (2011). Raman spectroscopy of the polymorphic forms and liquid state of cocoa butter. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 113, 992–1004. DOI: https://doi.org/10.1002/ejlt.201100088

9. Castro-Alayo, E.M., Balcázar-Zumaeta, C.R., Torrejón-Valqui, L., Medina-Mendoza, M., Cayo-Colca, I.S. & Cárdenas-Toro, F.P. (2023). Effect of tempering and cocoa butter equivalents on crystallization kinetics, polymorphism, melting, and physical properties of dark chocolates. LWT, 173, 114402, DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114402

10. Castro-Alayo, E. M., Torrejon-Valqui, L., Medina-Mendoza, M., Cayo-Colca, I. S., & Cardenas-Toro, F. P. (2022). Kinetics crystallization and polymorphism of cocoa butter throughout the spontaneous fermentation process. Foods, 11(12), 1769. DOI: https://doi.org/10.3390/foods11121769

11.

12. Chen, J., Ghazani, S. M., Stobbs, J. A., & Marangoni, A. G. (2021). Tempering of cocoa butter and chocolate using minor lipidic components. Nature Communications, 12(1), 5018. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-25206-1 Chen, Y., Wang, W., Zhang, W., Tan, C.-P., Lan, D., & Wang, Y. (2022). Characteristics and feasibility of olive oil-based diacylglycerol plastic fat for use in compound chocolate. Food Chemistry, 391, 133254. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133254

13. Declerck, A., Nelis, V., Danthine, S., Dewettinck, K., & Van der Meeren, P. (2021). Characterisation of fat crystal polymorphism in cocoa butter by time-domain NMR and DSC deconvolution. Foods, 10(3), 520. DOI: https://doi.org/10.3390/foods10030520

14. Devos, N., Reyman, D. & Sanchez-Cortes, S. (2020). Chocolate composition and its crystallization process: A multidisciplinary analysis. Food Chemistry, 342, 1–7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128301

15. Ewens, H., Metilli, L. & Simone, E. (2021). Analysis of the effect of recent reformulation strategies on the crystallization behaviour of cocoa butter and the structural properties of chocolate. Current Research in Food Science, 4, 105-114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.crfs.2021.02.009

16. Gresti J., Bugaut M., Maniongui C. & Bezard J. (1993). Composition of molecular species of triacylglycerols in bovine milk fat. Journal of Diary Science, 76(7), 1850-1869. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(93)77518-9

17. International Cocoa Organisation (ICCO), 2019. Cocoa Market Review December 2019. ICCO, Abidjan.

18. Lipp, M., & Anklam, E. (1998). Review of cocoa butter and alternative fats for use in chocolate – Part A. Compositional data. Food Chemistry, 62 (1), 73-97. DOI: https://doi.org/10.1016/S0308-8146(97)00160-X

19. Lipp, M., Simoneau, C., Ulberth, F., Anklam, E., Crews, C., Brereton, P., Greyt, W., Schwack, W. & Wiedmaier, C. (2001). Composition of Genuine Cocoa Butter and Cocoa Butter Equivalents. Journal of Food Composition and Analysis,14 (4), 399-408. DOI: https://doi.org/10.1006/jfca.2000.0984

20. Liu, W., Yao, Y., Li, C. (2022). Effect of tempered procedures on the crystallization behavior of different positions of cocoa butter products. Food Chemistry, 370, 1–8. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131002

21. Peschar, R., Pop, M., De Ridder, D. J. A., Mechelen, J. B., Driessen, R. A. J. & Schenk, H. (2004). Crystal Structures of 1,3-Distearoyl-2-oleoylglycerol and Cocoa Butter in the β(V) Phase Reveal the Driving Force Behind the Occurrence of Fat Bloom on Chocolate. Journal of Physical Chemistry B, 108. DOI: https://doi.org/10.1021/jp046723c

22. Pirouzian, H.R., Konar, N., Palabiyik, I., Oba, S., Toker, O.S. (2020). Precrystallization process in chocolate: Mechanism, importance and novel aspects. Food Chemistry, 321, 1–12. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126718

23. Jin, J., Jin, Q., Wang, X., & Akoh, C.C. (2019). Improving heat and fat bloom stabilities of “dark chocolates” by addition of mango kernel fat-based chocolate fats. Journal of Food Engineering, 246, 33–41. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.10.027

24. Velásquez-Reyes, D., Rodríguez-Campos, J., Avendaño-Arrazate, C., Gschaedler, A., Alcázar-Valle, M. & Lugo-Cervantes, E. (2023). Forastero and Criollo cocoa beans, differences on the profile of volatile and non-volatile compounds in the process from fermentation to liquor. Heliyon, 9(4), e15129. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e15129

25. Yao, Y., Liu, W., Zhang, D., Li, R., Zhou, H., Li, C., et al. (2020). Dynamic changes in the triacylglycerol composition and crystallization behavior of cocoa butter. LWT–Food Science and Technology, 129, 1–8. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109490

26. Yoshikawa S., Watanabe S., Yamamoto Y. & Kaneko F. (2020). Binary Phase Behavior of 1,3-Distearoyl-2-oleoyl-snglycerol (SOS) and Trilaurin (LLL). Molecules, 25, 5313. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules25225313

27. Yao, Y., Liu, W., Zhang, D., Li, R., Zhou, H., Li, C. & Wang, S. (2020). Dynamic changes in the triacylglycerol composition and crystallization behavior of cocoa butter. LWT,129, 109490. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109490

28. Sato, K. (2001). Crystallization behaviour of fats and lipids – A review. Chemical Engineering Science, 56(7), 2255-2265. DOI: https://doi.org/10.1016/S0009-2509(00)00458-9