Исследование физико-химических свойств и дефектов шоколада

V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Исследование физико-химических свойств и дефектов шоколада

Харгаева А.В. 1
1ГБПОУ ИО Братский торгово-технологический техникум
Высоких А.В. 1Кургуз О.Ф. 2
1ГБПОУ ИО "Братский Торгово-Технологический техникум"
2ГБПОУ ИО "Братский Торгово-Технологический техникум"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1. Введение

Шоколад – любимое лакомство детей и взрослых во многих странах мира и самая популярная группа кондитерских изделий: плитки шоколада, шоколадные конфеты, торты. Профессионалы кондитерского искусства знают, что с шоколад - отличный материал для украшения. Данный вид сладостей – один из самых многообещающих, неисчерпаемый источник творчества мастера.

Однако мы не всегда знаем, что ожидает нас под красочной оберткой. Насколько качественным будет шоколад и принесет ли пользу? Бывает так, что купив и развернув шоколадку, мы видим сероватый налет на шоколаде. У многих сразу возникает вопрос: можно ли использовать шоколад в пищу и при изготовлении кондитерских изделий?

Цель исследования:изучить дефекты и физико-химические свойства шоколада.

Объект исследования: шоколад: «Carenero Superior», Gourmet 97,7 %, молочный классический Коркунов, молочный «Аленка», кондитерский темный в галетах (дропсы), а также шоколадные конфеты «Бабаевские» (Приложение 1)

Предмет исследования: влияние свойств и дефектов шоколада на возможность использования шоколада при наличии дефектов.

Данная тема представлена в литературе, поэтому мы решили провести сравнительный качественный анализ нескольких образцов темного шоколада.

Задачи:

Из литературных источников узнать историю, технологию производства, полезные свойства шоколада, виды дефектов шоколада

Провести анкетирование

Провести органолептическую оценку образцов

Исследовать физические и химические свойства шоколада

Провести качественную оценку дефектов в образцах шоколадных изделий.

Методы исследования:

Теоретическая часть

Анкетирование

Органолептическая оценка

Опыты

1.1. История шоколада

История шоколада началась давно, более 3000 лет назад.

В Центральной и Южной Америке доколумбовых времен шоколад употреблялся исключительно в виде напитка. Этот напиток изобрели омельки – древняя цивилизация. Они же и дали название - "kakawa". Этот напиток гораздо позже цивилизация ацтеков назовёт «чоколатль» (пенная вода). От этого ацтекского chocolatl и произошло слово chocolate — «шоколад». [4]

Какао-бобы собирают с деревьев какао. Существует всего около 20 диких разновидностей какао. На основе всех этих видов были выведены основные культурные формы. В настоящее время какао выращивается во всех тропических областях Земли.

Итак, какой шоколад бывает, из чего изготавливают настоящий шоколад.

Шоколадом принято называть продукт, в котором содержатся какао продукты. К ним относятся какао тертое и какао масло, добываемые из какао-бобов. Чем выше измельчение массы, тем нежнее и тоньше получается вкус.

Известно много видов шоколада: молочный, горький, белый, пористый, обычно с сахарной пудрой. Шоколад может содержать различные добавки: молочные продукты, ароматизаторы, и другие составляющие; начинки от традиционных – изюм или орехи – до самых пикантных и необычных – соленый попкорн или орехи, табак, цукаты или коньяк.

1.2. Технология производства шоколада

Шоколад поистине уникальный продукт, вкусный, способный храниться годами без изменения свойств. Производство его включает в себя много этапов: сортировка, очистка, обжарка, измельчение, перемалывание, конширование. Для получения шоколадных полуфабрикатов какао-бобы обжаривают, затем дробят и получают крупку, отделяют какавеллу и зародыш, крупку измельчают. В результате получают какао тертое, состоящее из какао-масла и частиц клеточной ткани какао-бобов, какао-масло и какао-жмых.

Производство шоколада включает следующие операции: приготовление шоколадной массы, ее обработку, формование изделий, завертку и упаковку. Шоколадную массу готовят путем смешивания какао тертого, какао-масла и сахарной пудры. Полученную шоколадную массу тщательно растирают, разводят какао-маслом и гомогенизируют. При этом твердые частицы разрушаются и равномерно распределяются в какао-масле.

С целью экономии какао-масла, а также для снижения вязкости в рецептуру шоколадных масс вводят фосфатиды в количестве 0,4%. Фосфатиды не растворяются в воде, но хорошо растворяются в нагретых жирах и маслах. Они являются хорошими эмульгаторами.

Перед формованием шоколадную массу темперируют, т. е. охлаждают до 320С с определенной скоростью и выдерживают несколько часов при постоянном перемешивании. В результате во всем объеме шоколадной массы равномерно образуются центры кристаллизации устойчивой формы какао-масла. Формуют шоколад путем отливки шоколадной массы с последующим охлаждением сначала при температуре 80С, а затем при 120С.

1.3. Польза и вред шоколада

Современные ученые не пришли к единому мнению о воздействии шоколада на организм человека. Однако большинство медиков придерживаются мнения, что шоколад - чрезвычайно полезный продукт, который необходимо включать в свой рацион.

Полезные свойства шоколада. [5]

Горький шоколад богат антиоксидантами, способствующими замедлению процессов старения в организме.

Полезен для нервной системы. Какао-масло в сочетании с сахаром поднимают жизненный тонус, так как с их помощью в мозгу вырабатываются серотонин и эндорфин - гормоны, которые помогают поднять настроение и бороться с нервным напряжением, стрессами и депрессиями.

Танин регулирует работу пищеварительной системы, но, сужает кровеносные сосуды головного мозга и может стать причиной головной боли.

Умеренное употребление шоколада полезно для кроветворения. Небольшое количество темного шоколада содержит такое же количество флавоноидов, как 6 яблок или 4,5 чашки чая.

Он содержит элементы – железо, калий и магний, которые необходимы для нормальной работы сердечно-сосудистой системы.

Горький шоколад препятствует разрушению эмали, защищая зубы от кариеса.

Укрепляет костную ткань.

Вред шоколада.Употребление шоколада в больших количествах может привести к ожирению, сахарному диабету и другим неприятным последствиям.

Противопоказания шоколада.

Классический шоколад противопоказан людям, страдающим сахарным диабетом. В настоящее время существует много видов специального диабетического шоколада, содержащего вместо сахара заменители.

Горький шоколад противопоказан детям.

Норма употребления шоколада.Специалисты рекомендуют взрослым людям употреблять горького шоколада не более 50 граммов в день, а молочного и белого – не более 25 граммов.

1.4. Химический состав

Какао-бобы состоят из оболочки и ядра. В оболочке (какавелла) много клетчатки — до 15%, пентозанов около 6%, пектиновых веществ 4,8%, минеральных соединений, мало ароматических веществ, обычно для изготовления шоколада и какао-порошка ее не используют.

Наиболее ценной частью ядер какао-бобов является масло какао.

Средний химический состав какао-бобов приведен в таблице:

Показатели

Содержание, %

Жир

45—50

Азотистые вещества

13—16

Клетчатка

3—5

Крахмал

5—10

Дубильные вещества

5—7

Теобромин

1—2,4

Пентозаны

1—2

Эфирное масло

0,001

Органические кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая)

до 1

Вода

6—9

Зола

2,5—5

Масло какао затвердевает при комнатной температуре, но быстро плавится во рту. Потому настоящий шоколад не должен содержать никаких затвердителей.

Масло какао содержит: триглицериды насыщенных жирных кислот – пальмитиновой, олеиновой и стеариновой. Оно имеет 7 полиморфных форм, одна из которых очень стабильна и позволяет долго хранить шоколад.

Содержащиеся в какао-бобах алкалоиды теобромин и кофеин, ароматические, дубильные и другие вещества формируют специфический вкус и аромат шоколада и какао-продуктов.

1.5. Оценка качества шоколада

Общие технические требования. Упаковка шоколада.

Шоколад обязательно должен быть завернут в упаковку. Это предохраняет его от вредного влияния окружающей среды, увеличивает срок его хранения, а также придает привлекательный внешний вид.

Сроки хранения шоколада – от 1 до 12 месяцев, в зависимости от сорта, шоколадные изделия ручной работы, которые содержат фрукты и другие натуральные начинки, должны храниться не более двух недель со дня их изготовления.

Условия хранения шоколада [6]

1. Шоколад должен храниться только в чистых, сухих, хорошо вентилируемых помещениях, защищенных от прямых солнечных лучей. Оптимальная влажность – 75%.

2. Оптимальная температура для хранения шоколада - 16-20°С.

3. Учитывая свойство шоколада впитывать посторонние запахи, хранить его нужно в плотной упаковке, подальше от веществ с сильным запахом.

ХарактеристикиПродукт должен быть изготовлен в соответствии с требованиями «ГОСТ 6534-69 Шоколад» [1]. При экспертизе качества шоколада устанавливают соответствие органолептических и физико-химических показателей требованиям стандарта.

1.6. Дефекты шоколада и их влияние на качество

Существенными дефектами шоколада являются сахарное и жировое поседение, а также повреждение шоколадной молью и др. насекомыми.

Жировое поседение возникает вследствие выделения кри­сталликов жира, которые могут появиться при неправильном хране­нии, с большими колебаниями температуры, например, когда шоколад нагревается под лучами солнца или в теплом поме­щении. При этом некоторые триглицериды масла какао частично плавятся. При медленном охлаждении они формируют небольшие капельки, которые выделяются на поверхности шоколада и засты­вают в виде более крупных кристалликов серого цвета.

Сахарное поседение происходит в том случае, когда поверх­ность шоколада увлажняется при помещении холодного шоколада (например, из холодильника) в теплое помещение с высокой относительной влажностью воздуха. На холодной поверхности происхо­дит конденсация паров воды, в результате чего об­разуются капельки воды, в которых растворяется сахар, содержа­щийся в шоколаде. Когда капельки воды испаряются, остают­ся кристаллики сахара в виде белых маленьких пятен на поверхно­сти шоколада.

В процессе оценки качества шоколада, как правило, обнаруживаются дефекты, разнообразные по своему значению, виду и происхождению.

Классификация дефектов шоколада дана в таблице. [2].

Признаки классификации

Дефекты шоколада

1. Степень значимости

Критические (повреждение шоколадной молью)

Значительные (сахарное, жировое поседение)

Малозначительные (царапины, крошка)

2. Методы и средства обнаружения

Явные (сахарное, жировое поседение)

Скрытые (салистый привкус, вкус испорченного жира)

3. Возможность устранения

Устранимые (сахарное, жировое поседение)

Неустранимые (проникновение жидкой фазы начинки и фруктов на поверхность)

4.Возникновение в жизненном цикле

Технологические (при недостаточной ферментации в бобах остаются не полностью гидролизованные антоцианы, придающие бобам сильный вяжущий и горький вкус)

Предреализационные (пятна, царапины)

Послереализационные (трещины и др.)

Причинами возникновения дефектов шоколада может быть как некачественное сырье (какао бобы), так и технология производства. Например, при недостаточной ферментации в какао остаются не полностью гидролизованные антоцианы, придающие бобам сильный вяжущий и горький вкус, синюю или пурпурную окраску («красное какао»).

2. Практическая часть

2.1. Анкетирование

Для выявления мнения потребителей о дефектах шоколада было проведено анкетирование среди преподавателей и обучающихся нашего техникума. Всего было опрошено 30 человек.

Как стало известно из анкет, большинство респондентов – 93% не употребляют в пищу шоколад, покрытый белым налетом.

Рисунок 1При этом 70% опрошенных не знают, что из себя представляет белый налет.

Рисунок 2При ответе на вопрос «как Вы думаете, опасен ли налет для здоровья», голоса разделились следующим образом: 40% думают, что опасен, столько же (40%) – не знают представляет ли он опасность. И только 20% не считают этот налет опасным.

Рисунок 3

2.2. Органолептическая оценка качества шоколада

Для проведения работы были закуплены 4 образца шоколада: шоколад «Carenero Superior», Gourmet 97,7 %; шоколад молочный классический, Коркунов, шоколад молочный «Аленка», шоколад кондитерский темный в галетах (дропсы) (Приложение 1).

Органо­лептическая оценка является обобщенным результатом восприятия органами чувств таких свойств продукта, как внешний вид, консистенция, вкус, запах и цвет.

Для определения оценки используют качественные и ко­личественные методы. Качественная оценка представ­ляет собой описание (дескриптор), а количественная характеризуется интенсивностью ощущений и выра­жается в виде баллов от 0 до 5.

Органолептическая оценка проводилась на соответствие требованиям ГОСТ 6534-69 «Шоколад. Общие технические условия» по показателям внешний вид, консистенция, цвет, вкус и запах. При проведении органолептической оценки четырех образцов шоколада участвовали эксперты - преподаватели и обучающиеся БТТТ.

Результаты органолептической оценки исследуемых образцов шоколада сведены в таблицах:

Таблица. Органолептическая экспертиза качества шоколада

Наименование показателя

Характеристика

Шоколад «Carenero Superior», Gourmet 97,7 %

Шоколад молочный, Коркунов

Шоколад молочный, «Аленка»

Шоколад кондитерский

Вкус и запах

Свойственные для данного продукта, без постороннего привкуса и запаха.

5 баллов. Вкус соответствует горькому шоколаду без сахара

5 баллов. Самый «вкусный» образец

5 баллов Самый сладкий образец

5 баллов

Внешний вид

Поверхность шоколадного покрытия ровная или волнистая, с рисунком или без него, блестящая или матовая.Не допускается поседение и зараженность вредителями шоколадной части.

5 баллов. Поверхность ровная, матовая

5 баллов.

5 баллов.

5 баллов. Поверхность матовая

Форма

Соответствующая рецептуре, используемому оборудованию, без деформации

5 баллов.

5 баллов.

5 баллов.

5 баллов. форма соответствует дропсам

Консистенция

Твердая для шоколадного покрытия

5 баллов.

5 баллов.

5 баллов. Легко тает в руках

5 баллов. Легко тает в руках

Структура

Однородная. Структура шоколадного изделия в соответствии с требованиями к ингредиентам кондитерских масс

5 баллов.

5 баллов.

5 баллов.

5 баллов.

Анализируя полученные данные при оценке качества исследуемых образцов, можно сделать вывод, что все образцы соответствуют требованиям нормативного документа.

2.3. Физические опыты

Опыт 1. Исследование зависимости поседения от влажности и температуры воздуха. Моделирование сахарного поседения (Приложение 2).

Шоколадные конфеты «Бабаевские» опрыскивали водой, заворачивали в фольгу и оставляли на 2 недели в помещении. Влажность и температуру воздуха помещения определяли с помощью гигрометра и психрометрической таблицы. Сухой термометр показал температуру 250 С, а влажный - 150 С, влажность воздуха составила 19% (условия хранения шоколада при влажности не менее 25%). На поверхности шоколада появился налет. (Приложение 2)

Опыт 2. Зависимость скорости и температуры плавления шоколада от его состава (Приложение 3).

Четыре образца шоколада равной массы (20 г) расплавляли и измеряли температуру и время плавления.

Результаты опыта приведены в таблице:

Характеристика/вид шоколада

Шоколад «Carenero Superior»

Gourmet

Шоколад молочный классический, Коркунов

Шоколад молочный, «Аленка»

Шоколад кондитерский

Содержание какао-масла

97,7%

37%

31,5%

26%

Температура плавления

430С

380С

350С

330С

Время плавления

2 минуты 40 сек

1 минута 40 секунд

1 минута 02 секунды

33 секунды

Опыты показали, что в зависимости от процентного содержания какао-масла температура плавления и время плавления у различных видов шоколада разные: чем больше содержание какао-масла, тем выше температура и больше время плавления шоколада.

2.4. Химические опыты с шоколадом

Опыт 1. Обнаружение непредельных жиров.

Кусочек шоколада завернули в фильтровальную бумагу и надавили на него. На бумаге появились жировые пятна. На пятно поместили каплю розового раствора KMnO4. Осадок MnO2 бурого цвета может образоваться в результате протекания окислительно-восстановительной реакции:

Видимых изменений в образцах нет.

Опыт 2. Исследование характера поседения шоколада (Приложение 4)

Образовавшийся налет смыли небольшим количеством дистиллированной воды. Добавили к смыву 1 мл раствора щелочи и 1–2 капли раствора CuSO4. Появляется характерное ярко-синее окрашивание – реакция на сахарозу. Таким образом, обнаружили, что поседение является сахарным.

3. Заключение

В данной работе мы изучили стандарты и требования к шоколаду (ГОСТ 6534-69) . Произведя органолептическую оценку, можно сделать вывод, что все наши образцы полностью соответствуют стандартам, как по внешнему виду, так и по составу и качеству. Условия хранения исследуемых образцов шоколада также соответствуют нормам и требованиям.

Исследования физических свойств образцов показали, что в зависимости от процентного содержания какао-масла температура плавления и время плавления у различных видов шоколада разные: чем больше содержание какао-масла, тем выше температура и больше время плавления шоколада. Данные результаты можно учитывать при изготовлении кондитерских изделий.

Сахарное поседение не приво­дит к снижению пищевой и биологической ценности шоколада и шоколадных изделий и он пригоден к употреблению. Однако дефект существенно ухудшает внешний вид данных изделий.

Также эти данные подтвердились анкетированием, где большинство респондентов отметили непригодность такого шоколада к употреблению.

Жировое поседение является более существенным дефектом, так как окислившиеся (прогорклые) жиры могут представлять опасность для здоровья.

Обнаружить и подтвердить дефекты шоколада можно с помощью химических опытов. В данной работе было доказано наличие сахарного поседения, возникающего при неправильном хранении.

В домашних условиях потребитель не сможет различить сахарное и жировое поседение. Поэтому употребление шоколада с такими дефектами нежелательно.

Список используемых источников

http://engenegr.ru/gost-6534-89 ГОСТ Шоколад. Общие технические условия.

https://znaytovar.ru/new2793.html Дефекты шоколада

http://www.confael.ru/about_konfael/about_chicolate/chocolate_history/ Конфаэль Шоколад

http://magic-chocolat.net/istorya-shokolada История шоколада

http://chudesalegko.ru/shokolad-polza-ili-vred/ Польза и вред шоколада.

http://www.frenchkiss.ru/info/articles/2015/kak_pravilno_khranit_shokolad/ Шоколадный бутик

Приложение 1

Образцы шоколада

Приложение 2

Влажность воздуха и образцы с поседением

Приложение 3

Измерение температуры плавления

Приложение 3

Обнаружение углеводов

Просмотров работы: 3193