Investigation of fat bloom mechanism in dark chocolate

Abstract

Kakao yağının kristallenmesi üzerine, kayma ve soğutma hızlarının etkisi diferansiyel taramalı kalorimetre (DTK), X-ışın difraktometresi (XRD) ve reometre kullanılarak çalışıldı. Üç farklı kayma hızı (25, 50 ve 100 s-1) ve iki farklı soğutma hızı (1 ve 10ºC/dak), 20, 22 ve 24ºC de test edildi. Kakao yağının farklı polimorfik formları üretildi ve tanımlandı. Siyah çikolata, altı farklı kompozisyonda ve üç farklı temper indeks değerinde üretildi. Yağ çiçeklenmesi, sıcaklık ve nem kontrollü etüvlerde iki farklı sıcaklık döngüsünün (20±0,5ºC - 32±0,5ºC ve 16±0,5ºC - 32±0,5ºC), 3 hafta boyunca tekrar edilmesiyle hızlandırıldı. İdeal temperlenmiş siyah çikolata, yağ çiçeklenmesi üzerinde depolama sıcaklığının etkisini bulmak amacıyla 10, 18, 22 ve 24°C de bir yıl boyunca saklandı. Çikolatalardaki polimorfik dönüşümler, XRD, DTK ve makroskop kullanılarak takip edildi. Ayrıca, dokusal ve görüntüsel analizler farklı zaman aralıklarıyla yapıldı. Kakao yağının kristallenmesi üzerinde soğutma hızının etkisi, düşük sıcaklıklarda daha önemli bulundu (p < 0.05). Hızlı soğutma oranları, kakao yağının viskozite değişimini azalttı. Yağ çiçeklenmesi oluşumu çoğunlukla düşük sıcaklıklardaki depolamayla engellendi. Çikolatada yağ çiçeklenmesinin oluşma hızı, kompozisyona, temper indeks değerine, depolama sıcaklığı ve süresine bağlı bulundu. 16–32ºC döngüsündeki çikolataların başlangıç özellikleri, diğer çikolatalardan daha fazla değişti. Yağ çiçeklenmesinin oluşma hızı, yetersiz temperlenmiş çikolatalar için en yüksek oldu.

The effect of shear and cooling rates on the crystallization of cocoa butter has been studied using a differential scanning calorimeter (DSC), X-ray diffraction (XRD) and a rheometer. Three different shear rates (25, 50 and 100 s-1) and two different cooling rates (1 and 10 ºC/min) were tested at 20, 22 and 24ºC. Different polymorphic forms of cocoa butter were produced and identified. Dark plain chocolates were produced in six different compositions and three different temper indexes. Fat bloom was accelerated by repeated two different temperature cycles (20±0.5ºC - 32±0.5ºC and 16±0.5ºC - 32±0.5ºC) using controlled temperature humidity chambers for 3 weeks. Ideally tempered dark chocolate were stored for one year at 10, 18, 22 and 24°C to determine the effect of storage temperature on fat bloom formation. Polymorphic transformations in chocolates were followed by using XRD, DSC and macroscope. Also, textural and image analysis were done at different time intervals. Effect of cooling rate on crystallization of cocoa butter was more significant at low temperatures (p < 0.05). Fast cooling rates caused decrease in viscosity change of cocoa butter. The formation of fat bloom was mostly prevented by storage at low temperatures. Rate of fat bloom development in chocolates was dependent on the composition, temper index value, storage temperature and time. The initial properties of chocolates cycling between 16 - 32ºC changed greater than other chocolates. The rate of fat bloom formation was the highest for chocolates tempered incorrectly.