Temperleme proses parametrelerinin çikolatada oluşan polimorf çeşidine etkisi
The effect of tempering process parameters on polymorph type formed in chocolate
Yazar: ESRA AKDENİZ
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER SAİD TOKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Gıda mühendisliği = Food engineering

Özet:
Çikolata üretiminde arzu edilen kalitede (erimeye ve yağ kusmasına karşı dirençli, uygun tekstür, parlaklık ve aromaya sahip) bir çikolata eldesi için temperleme prosesi oldukça önemli bir aşamadır. Bu tez çalışması iki kısımdan oluşmaktadır: 1) Temperleme prosesi ile istenilen kalitedeki çikolatanın üretilmesi için gerekli olan βV formunun yeterli miktarda oluşturulması gerekmektedir. Tempermetre cihazı, temperlemenin kontrolü için yaygın olarak kullanılır ve 4-7 CTU (chocolate temper unit) değerleri hedef temper değerleridir. Sadece tempermetreden elde edilen temper değeri, çikolatada oluşan polimorf çeşidi hakkında yeterli bilgi vermemektedir ve βV formunun hangi miktarda oluştuğu ve hangi temper indeks değerine sahip olduğu bilinememektedir. Bu çalışmada temperleme proses parametrelerinin çikolatada oluşan polimorf çeşidine etkisinin reometre ve ısıtma/soğutma sistemine sahip olan mikroskop cihazları kullanılarak belirlenmesi hedeflenmiştir. İkinci kısımda ise çikolata örneklerinin akma basıncı ve plastik viskozite parametrelerinin belirlenmesine yönelik reometrede ICA (International Confectionary Association) standartlarına göre yapılan analiz sonuçlarının endüstride kullanılan kaplama ve kalıplama çikolata örnekleri hakkında doğru bilgi vermemesi nedeniyle bu metotun geliştirilmesi hedeflenmiştir. Reometre ve mikroskop kullanılarak kakao yağında polimorf belirlenmesine yönelik ön deneme çalışmaları yapılmış ve elde edilen sonuçlar, reometre ve mikroskobun bu amaçla kullanılacağını göstermiştir. Bu çalışmada bitter, sütlü ve beyaz çikolata çeşitleri, farklı temperleme sıcaklıklarında (her çikolata çeşidi için farklı sıcaklık) zamana bağlı (1-15-30-45-60dk) temperlenerek elde edilen temper indeks değerleri ile reometre sonuçları ve mikroskop görüntüleri yorumlanmıştır. Bitter çikolata örneğinde sıcaklığa ve zamana bağlı elde edilen temper indeks değerleri farklı olup, 30.5°C'de 1, 15 ve 30.dk' da temperlenen çikolata örneklerinin CTU değerleri sırasıyla 5.0-4.9-4.0 olup hedef temper değerleri arasındadır. Sıcaklık 30°C'de temperlenen çikolata örneğinin 15, 30 ve 60.dk' lardaki temper değeri sırasıyla 2.8-1.6-2.1 olup çikolata yetersiz temperlenmiştir. Sütlü çikolata örneğinin 29°C'deki temper değerleri sırasıyla 6.3-6.1-6.3-6.8-6.6 ve 29.5°C'deki temper değerleri 5.8-5.6-5.0-5.2-4.9 olup sütlü çikolata örneği en iyi bu sıcaklıklarda temperlenmiştir. Beyaz çikolata örneği ise 28°C'de zamanla temper indeks değeri artmıştır (2.5-2.2-3.0-4.0-5.3). Beyaz çikolatanın temper indeks değerleri belirlenen sıcaklıklarda genellikle yetersiz temperlenme ile sonuçlanmıştır. Sonuç olarak, tüm çikolata örneklerinin ideal temper indeks değerine sahip olabilmesi, temperleme sıcaklığına ve uygulanan temper süresine göre değişkenlik göstermektedir. Reometre sonuçlarına göre, bitter çikolata örneğinde 29.5°C'de ağırlıklı olarak βIV formu, 30°C'de ise çoğunlukla βII formu oluşmuştur. Sütlü çikolata örneğinde çoğunlukla βII ve βIV formları oluşmuşken, beyaz çikolata örneğinde ise tüm sıcaklıklarda yoğunluklu olarak βII formu oluşmuştur. Polarize ışık mikroskobundan elde edilen görüntüler ise reometre sonuçları ile uyumludur.

Abstract:
he tempering process is a very important step in the production of chocolate to obtain a chocolate of the desired quality (resistant to melting and fat bloom, with appropriate texture, shine, and aroma). This study consists of two parts: 1) In tempering process, sufficient quantity of form the βV is required to produce the desired quality chocolate. The temperature meter device is widely used for controlling the tempering process and 4-7 CTU (chocolate temper unit) values ​​are the target temper values. The temper values from the temper meter does not provide sufficient information about the polymorph type formed in the chocolate, and it is not known in what quantity the βV form is formed and which temper index value it has. In this thesis, it is aimed to determine the effect of tempering process parameters on the polymorph type formed in chocolate by using rheometer and polarized light microscope devices with heating/cooling system. 2) Since the results of the analysis performed according to the ICA (International Confectionary Association) standards in the rheometer for the determination of the yield value and plastic viscosity parameters of the chocolate samples do not provide accurate information about the coating and molding chocolate samples used in the industry, it is also aimed to develop this method. The results of initial research using a rheometer and PLM to determine polymorphs in cocoa butter suggested that the rheometer and microscope would be used for this purpose. Temper index values obtained by tempering dark, milk, and white chocolate types at different tempering temperatures (different temperature for each chocolate type) through time (1-15-30-45-60 minutes), as well as rheometer results and microscope images, were evaluated in this study. In the dark chocolate sample, the temper index values ​​obtained depending on temperature and time are different, and the CTU values ​​of the chocolate samples tempered at 30.5°C at 1 (CTU:5.0), 15 (CTU:4.9) and 30 (4.0) minutes were between the target temper values. The chocolate sample tempered at 30°C was insufficiently tempered at 15 (CTU:2.8), 30 (CTU:1.6) and 60 (CTU:2.1) minutes. The temper values ​​of the milk chocolate sample at 29°C are 6.3-6.1-6.3-6.8-6.6 and the temper values ​​at 29.5°C are 5.8-5.6-5.0-5.2-4.9, respectively, and the milk chocolate sample is best tempered at these temperatures. In the white chocolate sample, the temper index value increased over time at 28°C (2.5-2.2-3.0-4.0-5.3). Temper index values ​​of white chocolate generally resulted in insufficient tempering at the indicated temperatures. As a result, the ability of all chocolate samples to have the ideal temper index value varies according to the tempering temperature and the applied tempering time. According to the rheometer results, βIV form was formed predominantly at 29.5°C and mostly βII form at 30°C in the dark chocolate sample. While βII and βIV forms were mostly formed in the milk chocolate sample, the βII form was formed intensively at all temperatures in the white chocolate sample. The images obtained from the polarized light microscope are compatible with the rheometer results.