СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШОКОЛАДНОЙ КРОШКИ ДЛЯ ШОКОЛАДА С ПОНИЖЕННОЙ КАЛОРИЙНОСТЬЮ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАКОГО ШОКОЛАДА И ШОКОЛАД, ПОЛУЧЕННЫЙ ТАКИМ СПОСОБОМ
METHOD FOR PRODUCTION OF CHOCOLATE CRUMB FOR CHOCOLATE WITH REDUCED CALORIC CONTENT, METHOD OF SUCH CHOCOLATE PRODUCTION AND CHOCOLATE PRODUCED BY SUCH METHOD

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к получению кондитерских изделий, таких как шоколад белый, темный, молочный, шоколад с начинкой и т.п. Настоящее изобретение также относится к способу получения шоколадной крошки - основы для получения шоколада.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционные шоколадные продукты на основе какао масла и сахара имеют энергетическую ценность от 530 до 580 ккал/100 г. Такие продукты не предназначены для употребления в пищу больными сахарным диабетом, а также лицами, придерживающимися диетического питания с ограничением количества потребляемых калорий.
Для снижения калорийности шоколадных продуктов принимались различные попытки заменить сахар менее калорийными сахарозаменителями.
Широко распространенным способом производства шоколада является смешивание какао продуктов, Сахаров и сухого молока (в случае изготовления молочного шоколада) с последующим измельчением, коншированием, темперированием и отливкой готового изделия в формы.
Также к способам изготовления шоколада можно отнести конденсацию и сушку жидкого молока с сахаром в присутствии или без какао продуктов под вакуумом при повышенных температурах с получением шоколадной крошки, дальнейшая переработка которой согласно технологическому процессу также приводит к получению шоколадного изделия.
Использование шоколадной крошки в производстве шоколада широко известно. К основным достоинствам данного продукта можно отнести уникальный карамелизованный вкус, длительный срок хранения, в отличие от сухого молока, упрощение этапов производства шоколада, сокращение времени конширования и т.д.
В заявке на патент США US 2011293781 предложен способ получения шоколадной крошки, включающий смешивание твердых веществ молока, воды, сахара и альфа-дикарбонильного соединения для придания продукту дополнительного карамельного вкуса. Сахар, используемый в данной комбинации, предпочтительно, должен содержать сахарозу. При необходимости, сахароза может быть заменена либо целиком, либо, что более предпочтительно, частично другими сахарами, такими как фруктоза, глюкоза, лактоза, или некалорийными заменителями сахара, такими как аспартам, сукралоза, монатин, стевиозиды, или полиолами, такими как, например, эритрит, мальтит, сорбит или полидекстроза.
Европейский патент ЕР 0940085 раскрывает способ изготовления шоколадной крошки, содержащей твердые вещества молока с пониженным содержанием жиров, сахар или заменитель сахара, где соотношение твердых веществ молока к сахару или заменителю сахара составляет 1-1,5:1-0,1. В данном известном способе сахар представляет собой сахарозу, глюкозу, декстрозу, лактозу, фруктозу, инвертированный сахар, твердые вещества кукурузного сиропа или их смеси, а в качестве заменителя сахара используют сорбит, маннит, ксилит, мальтит, лактит или полидекстрозу.
Из патента РФ RU 2628499 известен премикс для кондитерского изделия на основе жира, содержащий компоненты кондитерского изделия и включающий полиол, натуральный и/или искусственный подсластитель, жировой компонент и компоненты из обезжиренных сухих веществ. Указанный премикс также может содержать полиол и второй компонент, включающий моносахарид.
Общим недостатком известных аналогов является то, что существующие способы получения низкокалорийного шоколада не позволяют полностью исключить сахар, а, следовательно, органолептические и физические свойства получаемого шоколада будут близки к свойствам шоколада со стандартной калорийностью на основе сахара и какао-масла.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является получение шоколада с пониженной калорийностью путем предварительного изготовления шоколадной крошки, дальнейшего измельчения полученной крошки, смешения с необходимыми для приготовления шоколада ингредиентами, конширования, темперирования полученной массы и отливки полученной массы в готовое изделие.
Техническим результатом заявленного изобретения является полная замена сахара на смесь полиолов и пищевых волокон, что позволяет получить шоколад с пониженной калорийностью, улучшенной текстурой и реологическими свойствами, соответствующими стандартным требованиям.
Дополнительными техническими результатами, которые обеспечиваются заявленным изобретением, также являются повышение эффективности и уменьшение времени сушки шоколадной крошки, получение в процессе приготовления шоколадной крошки стабильной эмульсии с равномерным размером капель, что способствует получению продукта с равномерными по размеру кристаллами, облегчение процесса транспортировки, хранения и переработки шоколадной крошки.
Указанные технические результаты в заявленном изобретении достигаются за счет того, что способ получения шоколадной крошки для приготовления шоколада с пониженной калорийностью включает смешивание молочных продуктов, воды, смеси сахароспиртов и пищевых волокон, в смесителе, перемешивание полученной массы и нагревание до 60-80°С в течении по меньшей мере 60 минут при пониженном давлении 20-30 кПа, выдерживание указанной массы в течении по меньшей мере 15 минут для перехода массы из пастообразного в порошкообразное состояние, охлаждение до 60°С и сушку при давлении 20-25 кПа и температуре 60°С в течение 30-35 минут до содержания влаги от 0,5% до 5% мас. и охлаждение в течение 60 минут путем ввода холодной воды в рубашку смесителя, используемого для перемешивания указанных компонентов.
В качестве компонента для получения шоколадной крошки дополнительно может быть использован какао-продукт.
В качестве пищевых волокон может быть использовано по меньшей мере одно вещество, выбранное из: полидекстроза, инулин, фруктоолигосахариды, фруктаны, мальтодекстрин и подобные полимеры глюкозы, глюкозное волокно, пектин, каррагинан, агар-агар, камеди (гуаровая, конжаковая и подобные), микрокристаллическая целлюлоза.
В качестве сахароспиртов может быть использовано, по меньшей мере, одно вещество из: эритритол, мальтитол, сорбитол, изомальт, лактитол.
В качестве молочных продуктов используют по меньшей мере одно из: молоко сухое обезжиренное, молоко цельное, молоко сухое цельное, молоко концентрированное с содержанием жира 8-10%.
В качестве какао-продуктов может быть использован по меньшей мере одно из: какао масло, какао тертое, какао порошок или их комбинация.
Заявленное изобретение также позволяет исключить недостатки шоколадной крошки, в состав которой в качестве обеспечивающего сладость компонента входят только заменители сахара (полиолы), такие как сильный охлаждающий эффект в ротовой полости, низкая сладость продукта ввиду того, что относительная сладость полиолов составляет примерно от 40% до 70% от сладости сахарозы, слабительный эффект.
Использование комбинации полиолов и пищевых волокон позволяет нивелировать указанные недостатки. Например, в процессе приготовления шоколадной крошки экзотермический эффект, возникающий при растворении пищевых волокон, позволяет частично нейтрализовать охлаждающий эффект, возникающий при растворении сахароспиртов. Кроме того, использование пищевых волокон в кондитерских изделиях позволяет получить продукт с улучшенной текстурой, вкусовыми качествами и повышенной сладостью. Вместе с тем, пищевые волокна обладают пребиотическим эффектом, что повышает физиологическую ценность продукта.
Еще одним важным преимуществом пищевых волокон является способность некоторых из них вступать в реакции Майяра. Реакции Майяра являются основой формирования вкуса и аромата шоколадной крошки. Необходимыми условиями для осуществления данной реакции являются присутствие в реакционной массе достаточного количества влаги, температура и время протекания реакции, а также присутствие в реакционной массе редуцирующих Сахаров и белка.
Таким образом, в зависимости от выбранного пищевого волокна для изготовления шоколадной крошки можно получить молочный шоколад с ярко выраженным карамельным вкусом или карамелизованный белый шоколад. При необходимости можно выбрать пищевое волокно, которое не обеспечивает протекание реакции Майяра (например, полидекстроза Litesse Ultra), в результате чего из полученной шоколадной крошки можно изготавливать белый или темный шоколад.
Под термином «шоколад с пониженной энергетической ценностью» или «с пониженной калорийностью» подразумевается продукт, имеющий энергетическую ценность как минимум на 30% ниже, чем у шоколада со стандартной калорийностью (530-580 ккал/100 г) на основе сахара и какао масла (см. Приложение 5 к техническому регламенту Таможенного союза «Пищевая продукция в части ее маркировки (TP ТС 022/2011)»). Предпочтительно, калорийность шоколада согласно изобретению составляет не более 240-400 ккал/100 г.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Шоколад с пониженной калорийность согласно заявленному изобретению получают следующим образом.
На первом этапе получают шоколадную крошку.
Устройство, используемое для приготовления шоколадной крошки, представляет собой смеситель с горизонтальным или вертикальным перемешиванием или смеситель с винтовой мешалкой. Смеситель может быть снабжен водяной рубашкой, термостатическим датчиком, феном, вакуумной системой, а также мешалкой с лопастями, при этом размер лопастей мешалки, их количество, расположение, геометрическая форма и скорость вращения обеспечивают постоянное перемешивание всех компонентов (ингредиентов) без образования мертвых точек.
Для эффективного перемешивания используют мешалку с лопастями в количестве от 3 до 10. Скорость вращения мешалки составляет до 1500 об/мин.
Наличие в смесителе вакуумной системы обеспечивает быстрое и эффективное удаление влаги из смеси при низких температурах.
Для получения шоколадной крошки, компоненты (или ингредиенты), в число которых входят молочный продукт, сахароспирты, пищевые волокна и, при необходимости, какао-продукты, подают в смеситель. Компоненты для получения шоколадной крошки, предпочтительно, берут в следующем количестве, в мас. %:
Молочный компонент - 6-80,
Вода - 0,5-40,
Сахароспирты - 6-70,
Пищевые волокна - 3-45,
Какао-продукты - 0-40.
Далее компоненты смешивают и нагревают смесь до 60°С-70°С в течение 60 минут при пониженном давлении 20-30 кПа. При достижении необходимой температуры ее поддерживают в течение по меньшей мере 15 минут для придания требуемых вкусо-ароматических свойств и непосредственной сушки полученной массы для удаления влаги до значения от 0,5 до 5 мас. %. Сушку осуществляют при пониженном давлении 20-25 кПа и температуре 60°С в течение 30-35 минут. Полученную массу охлаждают в течение 60 минут путем ввода холодной воды в рубашку смесителя.
На втором этапе к полученной шоколадной крошке добавляют какао-продукты в количестве 0,5-40 мас. % и, при необходимости, молочный жир в количестве 0,1-5 мас. %.
На следующем, третьем этапе полученную массу подвергают двухступенчатому измельчению на двухвалковой мельнице до частиц размером 100-130 мкм и затем - пятивалковой мельнице до частиц размером 20-26 мкм, или, альтернативно, одноступенчатому измельчению на любом пригодном для этого оборудовании, таком как шаровые валковые мельницы, до частиц размером 20-24 мкм.
На четвертом этапе осуществляют конширование полученной массы с добавлением по меньшей мере одного какао-продукта в количестве 0,5-15%, выбранного из группы: какао масло, какао тертое, какао порошок или их комбинация, и по меньшей мере одного эмульгатора в количестве 0,2-1%, выбранного из группы: лецитины, ПГПР, сорбитан тристеарат, фосфатид аммония.
На заключительном этапе проводят темперирование полученной массы с последующей отливкой и формовкой с получением конечного продукта.
Для случая получения шоколада с жировой начинкой, жировую начинку готовят путем добавления к полученной шоколадной крошке какао масла, ореховой пасты и начиночного жира. Последний этап для случая шоколада с жировой начинкой также включает в себя темперирование полученной начиночной массы и дальнейшую отливку в шоколадную корочку для изготовления плитки с начинкой или шоколадной конфеты.
ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с изобретением была получена шоколадная крошка для приготовления белого шоколада (пример 1), молочного шоколада (пример 2), темного шоколада (пример 3) и шоколада с начинкой (пример 4).
Пример 1. Получение белого шоколада.
Для получения шоколадной крошки для последующего получения белого шоколада использовали молоко сухое или молоко концентрированное. Состав и количество ингредиентов для получения крошки указаны в таблицах 1-2.
По завершении этапа сушки крошки концентрированная молочная крошка имеет состав, указанный в таблице 3.
Состав и количество компонентов для получения шоколадной массы белого шоколада указаны в таблице 4.
Полученный продукт характеризуется физико-химическими параметрами, приведенными в таблице 5.
Содержание жира определяли экстракционно-весовым методом.
Содержание сухого остатка какао продуктов определяли расчетным методом путем суммирования процентного содержания сухого остатка какао в каждом из какао-содержащих ингредиентов в соответствии с его количеством в конечной рецептуре готового изделия.
Энергетическую ценность шоколадной массы определяли путем суммирования калорийности каждого ингредиента с учетом его количества в конечной рецептуре готового изделия.
Пример 2. Получение молочного шоколада.
Для получения шоколадной крошки для последующего получения молочного шоколада использовали молоко сухое или молоко концентрированное. Состав и количество ингредиентов для получения шоколадной крошки указан в таблицах 6-7.
При необходимости, вместо какао тертого может быть использована смесь какао масла и какао порошка в соотношении от 0,8:1,2 до 1,2:0,8.
По завершении этапа сушки крошки концентрированная шоколадная крошка имеет состав, приведенный в таблице 8.
Состав и количество компонентов для получения шоколадной массы молочного шоколада указаны в таблице 9.
Полученный продукт характеризуется физико-химическими параметрами, приведенными в таблице 10.
Содержание жира, содержание сухого остатка какао продуктов и молочных продуктов и энергетическую ценность шоколадной массы определяли методами, аналогичными методам, указанным в примере 1.
Пример 3. Получение темного шоколада.
Состав и количество ингредиентов для получения шоколадной крошки для получения темного шоколада указан в таблице 11.
По завершении этапа сушки крошки концентрированная шоколадная крошка имеет состав, указанный в таблице 12.
Состав и количество компонентов для получения шоколадной массы темного шоколада указаны в таблице 13.
Полученный продукт характеризуется физико-химическими параметрами, приведенными в таблице 14.
Содержание жира, содержание сухого остатка какао продуктов и молочных продуктов и энергетическую ценность шоколадной массы определяли методами, аналогичными методам, указанным в примере 1.
Пример 4. Получение шоколада с жировой начинкой.
Состав и количество ингредиентов для получения шоколадной крошки для последующего получения шоколада с жировой начинкой указаны в таблицах 15-16.
По завершении этапа сушки концентрированная шоколадная крошка имеет состав согласно таблице 17.
Полученный продукт характеризуется физико-химическими параметрами, приведенными в таблице 19.
Содержание жира, содержание сухого остатка какао продуктов и молочных продуктов и энергетическую ценность шоколадной массы определяли методами, аналогичными методам, указанным в примере 1.
Достижение заявленных технических результатов также подтверждается описанными ниже примерами 5-8.
Для проведения испытаний использовали образцы шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза, образцы шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входят полиолы, и образцы шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит смесь полиолов и пищевых волокон.
Пример 5. Влияние состава крошки на эффективность ее сушки.
Смесь, используемая для получения шоколадной крошки, является концентрированной прямой эмульсией, т.е. эмульсией типа масло в воде. Белок какао-продуктов, образующийся в составе шоколадной крошки при добавлении в смесь какао-продуктов, существенно изменяет ее вкус, а комплекс белок-полисахарид обеспечивает дополнительную термодинамическую стабильность системы за счет образования на границе раздела фаз структурно-механического барьера, характеризующегося высокими значениями вязкости. Данный фактор влияет на морфологию поверхности капли, образуя более стабильную эмульсию и приводя, таким образом, к облегчению процесса сушки, что подтверждается в следующем эксперименте.
Для подтверждения достижения указанного технического результата был проведен эксперимент, в котором сушку шоколадной крошки осуществляли в течение 30 минут при постоянной температуре 60°С в смесителе, снабженном водяной рубашкой и термостатическим датчиком, при этом каждые пять минут, отбирали пробы шоколадной крошки. В каждом образце определяли содержание влаги с помощью анализатора влажности. Полученные зависимости содержания влаги от времени представлены на фиг. 1.
Из полученных данных следует, что при одном и том же эффективном времени сушки (30 минут) для шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза, удалось достичь удаления влаги лишь до 2,1%, для шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входят полиолы, это значение составило 1,5%, а для крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит смесь полиолов и пищевых волокон - 1%.
На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что полная замена сахарозы на смесь пищевых волокон и сахароспиртов (полиолов) приводит к упрощению процесса сушки, что также позволяет снизить время активной сушки шоколадной крошки.
Пример 6. Влияние состава шоколадной крошки на ее дисперсность, а также продолжительность хранения и простоту последующей переработки.
Форма и размер капель эмульсии для получения шоколадной крошки зависят от входящих в ее состав компонентов. Различная форма и размер капель эмульсии на этапе сушки приводит к тому, что кристаллы, образующиеся из капель эмульсии в процессе сушки, имеют различную форму и размер. На фиг. 2а схематично изображен процесс сушки шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза, а на фиг. 2б - процесс сушки шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит смесь полиолов и пищевых волокон.
Из представленных данных следует, что в случае шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза, размер капель в образованной эмульсии неравномерный, что приводит к образованию кристаллов различной формы и размеров (фиг. 2а). В свою очередь, использование шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит смесь полиолов и пищевых волокон, позволяет получить эмульсию с равномерным размером капель, что способствует получению более однородных по форме и размеру кристаллов конечного продукта (шоколада) (фиг. 2б).
Дисперсность шоколадной крошки определяли методом лазерной дифрактометрии с помощью прибора SALD-2300. Для этого образец массой 2 грамма помещали в сосуд для диспергирования, насосом подавали пробу в проточную ячейку, далее с помощью детектора определяли преломленный и рассеянный свет и проводили необходимые измерения. С помощью программного обеспечения полученные данные были представлены в виде диаграмм распределения частиц (фиг. 3).
На фиг. 3 приведена диаграмма распределения частиц по размерам для различных смесей: шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза; шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входят полиолы; и шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит смесь полиолов и пищевых волокон.
Из фиг. 3 следует, что в случае с шоколадной крошкой, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза, в смеси, в основном, присутствуют частицы размером 400-500 мкм, но также наблюдается значительное количество мелких частиц (пыль) размером 10-50 мкм, что затрудняет процесс хранения шоколадной крошки ввиду слеживания мелких частиц.
При полной замене сахарозы на смесь полиолов и пищевых волокон в смеси присутствуют только крупные частицы размером 300-500 мкм, что в значительной степени облегчает не только процесс хранения шоколадной крошки, но и ее дальнейшее измельчение на двухвалковой и пятивалковой мельницах.
Пример 7. Определение реологических свойств продукта.
Определение реологических свойств является важной и неотъемлемой частью всего технологического процесса изготовления шоколадной крошки и шоколада.
Качественные характеристики шоколадной крошки зависят от таких параметров, как вязкость шоколадной массы и ее предел текучести.
Некорректно подобранное значение вязкости приводит к выпуску продукции ненадлежащего качества и не соответствующей визуальным и органолептическим параметрам. Кроме того, использование продукции со значениями вязкости и пределом текучести, не соответствующими требованиям, вызывает затруднения в процессе транспортировки массы по линии, наполнении емкостей, дозировании и формовки.
В результате экспериментов было обнаружено, что значение вязкости и предела текучести для низкокалорийной темной и молочной массы соответствуют средним значениям аналогичных параметров для стандартной массы.
На фиг. 4 представлены примеры зависимостей, полученных после измерения пластической вязкости при различной скорости вращения шпинделя с помощью ротационного вискозиметра Brookfield DV3. Данные значения были обработаны с помощью наиболее распространенной математической модели в кондитерской промышленности - модели Кассона.
На представленных на фиг. 4 зависимостях, полученных после проведения измерений, можно наблюдать две кривые. Кривая а характеризует изменение видимой вязкости во времени, а кривая 6 - изменение предела текучести во времени.
В свою очередь, представление вязкости шоколадной массы в виде кривой не слишком удобно для описания шоколада, поступающего от производителя, а также для выяснения причин производственных проблем. Альтернативным способом выражения вязкости является использование уравнения, описывающего движение шоколадной массы. Одной из самых распространенных моделей в кондитерской промышленности для описания движения массы является модель Кассона. Данное уравнение в графическом виде представлено на фиг. 4б. С помощью зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига рассчитывают универсальные значения пластической вязкости и предела текучести.
В результате обработки полученных данных значения пластической вязкости и предела текучести составили:
2
- для шоколадной массы темного шоколада: вязкость 5,5-7 Па⋅с, текучесть13-50 дин/см;
2
- для шоколадной массы молочного шоколада: вязкость 3,9-5,2 Па⋅с, текучесть 5-20 дин/см;
2
- для шоколадной массы для шоколада с начинкой: вязкость 2,5-7 Па⋅с, текучесть 50-80 дин/см.
Сравнительный анализ значений пластической вязкости молочного шоколада, изготовленного на основе шоколадной крошки, в состав которой входит сахароза, шоколадной крошки, в состав которой входят полиолы, и шоколадной крошки, в состав которой входит смесь полиолов и пищевых волокон, представлен в таблице 20.
Общее содержание жира (сумма жиров, входящих в состав каждого ингредиента в соответствии с его количеством в конечной рецептуре готового изделия) в каждом образце составляло 27%.
На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что полная замена сахарозы на смесь полиолов и пищевых волокон, а также пониженное содержание полного жира (сумма всех жиров, входящих в состав каждого ингредиента) в процессе получения шоколада с пониженной калорийностью согласно заявленному изобретению не приводит к значительному изменению реологических свойств шоколадной крошки, и такая масса пригодна для транспортировки, дозирования, формовки.
Пример 8. Органолептические характеристики полученного продукта.
Для сравнения органолептических характеристик молочного шоколада использовали образцы шоколада, полученного на основе молочной шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза; молочной шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входят полиолы; и молочной шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит смесь полиолов и пищевых волокон. В дегустации приняли участие 30 человек. На основании данных, полученных от участников дегустации, были составлены сенсорные профили (фиг. 5).
Из данных, полученных от участников дегустации, следует, что у молочного шоколада с пониженной калорийностью, изготовленного с применением молочной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит смесь полиолов и пищевых волокон, отмечен более выраженный карамельный и молочный вкус по сравнению с молочным шоколадом, изготовленным с применением шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входит сахароза, и шоколадной крошки, в состав которой в качестве компонента, обеспечивающего сладость, входят полиолы.