Fat bloom on chocolate confectionery systems - From core to surface

Abstract: Popular Abstract in Swedish Populärvetenskaplig sammanfattning Utvecklingen av nya innovativa chokladprodukter har tagit fart under de senaste åren i takt med att konsumenterna ställer allt högre krav på chokladkvaliteten. Eftersom produktionsprocessen är komplicerad och hållbarhetstiden begränsad uppskattas att man slänger drygt 100 000 ton chokladprodukter varje år i Europa till ett värde av 1.2 miljarder Euro. Att optimera produkternas egenskaper är därför en viktig parameter för chokladindustrin. Choklad har en mycket unik egenskap. I rumstemperatur är en chokladbit hård men så fort man stoppar den i munnen smälter den. Orsaken till detta är att kakaosmörets fettkristaller smälter vid 32-34°C, strax under kroppstemperatur. Detta är dock endast fallet om chokladen tillverkats under speciella, kontrollerade förhållanden. Kakaosmör är ett polymorft fett, vilket betyder att det kan anta flera olika kristallformer, alla med olika stabilitet och smältpunkt. Vid chokladproduktion tempererar man chokladen, vilket betyder att man med hjälp av en temperaturcykel styr in kakaosmöret till den kristallform som smälter vid just 32-34°C. Genom naturlagarna kommer denna kristallform med tiden att omvandlas till den mest stabila formen som har en högre smältpunkt och större, nålformade kristaller. Chokladen förlorar då sin initiala glans och får en matt, grå-vit yta. Framför allt leder detta till estetiska förändringar men det påverkar även de sensoriska egenskaperna vilket gör chokladen mindre aptitlig. Fenomenet kallas fettblom och har kommit att utgöra grunden till min avhandling. Fettblom utvecklas snabbare om något gått fel i produktionen eller om man förvarat chokladen under felaktiga temperaturförhållanden. Produkter som består av en fet fyllning med ett omgivande chokladskal, exv. chokladpraliner tenderar att utveckla fettblom mycket tidigare än en vanlig chokladkaka. Detta beror på att fettmolekylerna från fyllningen förflyttar sig eller migrerar in i chokladskalet och påskyndar processen. Fettmigrering ger också upphov till att chokladskalet blir mjukt medan fyllningen blir hård vilket inte är önskvärt hos konsumenterna. Genom att fördröja fettmigreringshastigheten i chokladpraliner kan man alltså få produkter med längre hållbarhet. Men för att kunna göra detta måste man veta vilka mekanismer som ligger bakom migreringen samt vilka egenskaper hos produkten som påverkar den. Under den senaste 10-årsperioden har en hel del forskning inom området bedrivits och man diskuterar framförallt tre olika fettmigreringsmekanismer; diffusion, kapillära flöden och konvektiva flöden. Syftet med avhandlingen har varit att bidra till denna pågående forskning genom att utveckla nya metoder för att studera fettmigrering och fettblomutveckling, samt att undersöka chokladskalets mikrostrukturella inverkan. Genom att använda en nyutvecklad metod (EDS) kan man se hur snabbt märkta fettmolekyler från fyllningen rör sig in i chokladskalet under olika förhållanden. Detta kan vidare kopplas till resultat från elektronmikroskopibilder och ytråhetsdata vilket ger en verktygslåda där man kan relatera fettmigreringshastighet till utveckling av fettblomkristaller på chokladytan. Ytterligare en ny teknik som använts för analys av choklad är konfokalt Raman mikroskopi. Med hjälp av detta har vi identifierat bubblor på chokladytan som fortsätter in i chokladskalet i form av kanaler. Dessa kanaler och bubblor kan vara en möjlig väg för fyllningsfettet att vandra genom chokladen och bidra till fettblomutveckling. Chokladskalets mikrostruktur har visats ha en betydlig påverkan på fettmigreringshastigheten. En kristallstruktur bestående av fler små fettkristaller som packats tätt ledde till långsammare fettmigrering och därigenom långsammare utveckling av fettblom. Även partikelstorleken visade sig påverka hastigheten av fettmigrationen, då mindre partikelstorlek i chokladen ledde till en snabbare migrering och snabbare utveckling av fettblom. Förvaringstemperaturen visade sig ha en mycket stor påverkan på fettmigreringshastigheten och fettblomsutvecklingen. En förvaringstemperatur på 23°C gjorde att det gick betydligt snabbare än en förvaringstemperatur på 20°C. Med stöd av ovannämnda resultat diskuteras tänkbara fettmigreringsmekanismer avslutningsvis i avhandlingen. Förhoppningen är att genererade resultat kan leda till en djupare förståelse för mekanismer bakom fettmigrering och fettblomutveckling i chokladpraliner, och därigenom skapa förutsättningar för vidare produktutveckling inom industrin.