Kaliteli çikolatanın görünümü, parlaktır, pürüzsüzdür; kırıldığında içi ağaç kabuğunu andırır. Kaliteli çikolata elle tutulduğunda, birkaç saniyede erimeye başlar, bunun nedeni kakao yağının 34°C’de erimesidir. Hızlı erime, çikolatanın kalitesi için bir göstergedir ve çikolatada yüksek oranda kakao yağı kullanıldığının kanıtı olmaktadır. İyi kalitedeki çikolata, kırıntı yapmaksızın net bir şekilde kırılır. Kaliteli bir çikolata kırıldığı zaman, özel bir çıtırtı duyulur bu ses, kakao yağında mevcut olan kristallerden kaynaklanmaktadır, bitter çikolata kırıldığında, sütlü ve beyaz çikolataya göre daha fazla çıtırdar.
Doç. Dr. Özlem TOKUŞOĞLU /Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Manisa
tokusogluozlem@yahoo.com
Sütlü çikolatalar, az sütlü çikolatalar, yüksek kaliteli yarı-tatlı çikolatalar, sert acı-tatlı çikolatalar, yarı tatlı damla çikolatalar, endüstriyel bazda çikolata üretim yelpazesini teşkil etmektedir.
1. Sütlü çikolata: Sütlü çikolata üretimi için, Batı Afrika ve Ekvador çekirdeklerinin orta derecede işlenmiş halinin kullanımı önerilir. Bu karışım daha fındıklı ve alt tonlarda meyvemsi bir tat ile daha kaliteli bir aroma sunmaktadır. Yüksek asitli Brezilya ve Malezya çekirdeklerinin eklenmesi ise istenen süt noktasıyla olumsuz bir kontrast oluşturacaktır.
2. Az Sütlü çikolata: Az sütlü çikolatalar, açık renk ve yumuşak fındığımsı tadıyla bilinen az işlenmiş Java çekirdeklerinden yapılabilir. Bu, sütlü çikolatanın standardına ulaşmaya yardım eder çünkü kaplama % 100 Batı Afrika çekirdeğinden çok daha hafif olmaktadır. Hoş aroma noktaları elde etmek için en iyi kullanımdır.
3. Yüksek kaliteli yarı-tatlı çikolata: Yoğun olarak Batı Afrika kakao çekirdeği stoklarının kullanımı, kakao kalitesi ve hafif fındıklı alt tonları olması ve beklenen aroma düzeylerini (yanık/bitter) yükseltmesi açısından tavsiye edilir. Bu karışım, Caracas ve Trinidad çekirdekleriyle tamamlandığında çiçeksi ve baharatlı noktaları artıracak, dengeli ve kendine özgü bir profil oluşturacaktır.
4. Sert acı-tatlı çikolata: Sert acı-tatlı çikolata tanımlamasına bakılacak olursa; bu ürün çok sert ve bitter/acı kaplamalar ortaya çıkarabileceği için çok tatlı ve yüksek aromalı krema merkezi oluşturmak için üretilmektedir. Bu kaplama tek başına tüketildiğinde bazı tüketicilerin reddedeceği kadar sert olabilir. Ancak, final üründe ürünün aromasını dengeler ve tamamlar.
5. Yarı tatlı damla çikolata (Kurabiyeler için): Yarı tatlı damla çikolata içerikli bu üründe etkili bir kakao tadı verebilmek için baskın Batı Afrika çekirdeklerinin kullanımı tavsiye edilir. Brezilya ve Sanchez içeriklerinin güçlü özellikleri, Batı Afrika çekirdeklerinin aromasını tamamlar. Bu uygulamada pişmiş kurabiyelerde, kontrast oluşturması açısından güçlü bir aroma oluşturulmalıdır.
Kaliteli çikolata nasıl olmalı?
Kaliteli çikolatanın tüketici tarafından anlaşılır özellikleri belirgindir. Kaliteli çikolatanın görünümü, parlaktır ve kırıldığında içi ağaç kabuğunu andırır. Kaliteli çikolata, düz ve pürüzsüz olmalıdır.
Kahverenginin tonu kızıla çalan çikolatalarda, genellikle daha kaliteli kakao çekirdeği kullanılmıştır. Kaliteli bitter çikolataların rengi kırmızıya çalan hoş bir kahverengidir. Sütlü çikolata, fazla koyu olmayan parlak kahverengi, beyaz çikolata ise saman sarısına çalan parlak fildişi renklidir.
Çikolata üzerinde renk değişiklikleri ve koyudan açık renge değin farklılıklar görüldüğünde, kakao ve yağın yüzeyde kristalleştiği bilinmelidir ve fazla sıcakta kalmış, uygun yerde depolanmamış olduğu anlaşılmaktadır.
Kaliteli çikolatanın kokusu, meyve, ağaç, tütün, karamel ve birçok kokuyu içerebilmektedir ve dengeli bir koku aromasına haizdir. Kaliteli çikolata elle tutulduğunda, birkaç saniyede erimeye başlar, bunun nedeni kakao yağının 34°C’de erimesidir. Hızlı erime, çikolatanın kalitesi için bir göstergedir ve çikolatada yüksek oranda kakao yağı kullanıldığının kanıtı olmaktadır. Kaliteli bir çikolata, kakao yağıyla yapılır, kakao yağı vücut ısısında eriyen tek yağdır.
Kaliteli bir çikolata kırıldığı zaman, özel bir çıtırtı duyulur bu ses, kakao yağında mevcut olan kristallerden kaynaklanmaktadır. Bitter çikolatanın sesi oldukça sert, sütlü ve beyaz çikolatanın sesi ise daha az serttir. İyi kalitedeki çikolata, kırıntı yapmaksızın net bir şekilde kırılır.
Kaliteli çikolatanın tat kalitesi açısından en önemli özelliği; dil üzerinde bulunan zerreciklerin asla algılayamayacağı kadar pürüzsüz ve yumuşak olmasıdır. Ağızda erirken, yapışkanlı ve yağlı bir tat bırakmamalı ve bu aşamada içeriğindeki aromaları da açığa çıkartmalıdır. Ağızda yağ tadı bırakan bir çikolata içerisinde, kakao yağına ilaveten bitkisel yağ da kullanılmış demektir.
Çikolata, oksidasyona neden olan su veya havaya maruz kaldığında, keskin kokulu ürünlerle temas ettiğinde (kokunun hızla çikolataya nüfuz etmesinden dolayı) ve çikolatanın depolanma süresi olması gereken süreden fazla olduğunda çikolatada lezzet bozulması meydana gelir. Tüketilen süre içinde, buzdolabında saklanmamalıdır, oda sıcaklığında ve ışık almayan ortamlarda saklanmalıdır.
Üretici firma açısından kaliteli bir üretim yapıldığı, başta en iyi kakao çekirdeklerinin kullanımı ile anlaşılır. Kavurmada özen gösterilmiştir, sürece uyulmuştur; dengeli bir lezzet için farklı çekirdekler harmanlanmıştır; üretim süreci konçlama prosesi nedeniyle uzundur; ilave kakao yağı konulmaktadır; kakao oranı kaliteli çikolatada % 50-70 aralığındadır; şeker yüzdesi % 30’u geçmemektedir; A1, B1, B2, C, D, E vitamin içeriği söz konusudur; glisemik indeksi düşüktür; hazmı kolaydır, enerji vericidir; antidepresan özelliklidir.
Çikolatada görülen kalite sorunlar ve çikolatada raf ömrü
Çikolatada üretim sonrası, nakliye koşulları, market veya satış alanlarında teşhir koşulları ve tüketicinin saklama koşulları, çikolatanın kalitesi ve raf ömrü açısından son derece önemli olmaktadır.
Çikolatanın tüketileceği zamana dek, kaliteyi koruma adına en önemli husus, sıcaklık değişimlerinin kontrolü olmaktadır. Çikolatada imalat basamaklarının kontrol edilememesi, sıcaklık ve zamanın kontrolsüzlüğünün neticesi olarak, üretim sonrası istenilmeyen kalite problemleri ortaya çıkmaktadır.
Çikolata kalitesini olumsuz yönde etkileyen sorunlar ortaya çıkmaktadır: Kumluluk, çatlama, mat yüzey, düzgün olmayan pürüzlü yüzey ve daha da olumsuz olarak yağ çiçeklenmesi veya çikolata yüzeyinin beyazlaşması (fatbloom) ve şeker çiçeklenmesi durumları ortaya çıkmaktadır.
Yağ çiçeklenmesinin en önemli nedenleri üretim ve üretim sonrası depolama koşullarından (üretim stratejisi veya marketin depolama sorunu ya da tüketicinin depolama sorunu vb.) kaynaklanmaktadır.
Kakao yağı başta olmak üzere, çikolata üretiminde kullanılan diğer bazı bitkisel yağlar veya kullanılan süt yağı, yağ çiçeklenmesi (fatbloom) denilen kalite probleminin oluşumunda etkindir. Çikolatadaki yağ çiçeklenmesi durumu, tablet tipi çikolatada, dolgulu çikolatada farklı olarak kendini gösterir.
Üretici firmanın üretiminden kaynaklanan sorunlar, üretim tarihini takiben birkaç gün içinde ortaya çıkarak, çikolata yüzeyinin beyazlanması ile kendini gösterir.
Üretimi uygunluk taşıyan, üretim basamakları kontrol altında tutulmuş ve ideal koşullarda temperlenmiş, yeterince soğutma işlemi uygulanmış çikolatalarda oluşabilecek sorun, üretim sonrasına atfedilir; üretim sonrasında nakliyeden, teşhirden kaynaklanabilen veya tüketicinin depolama ve muhafaza koşullarından kaynaklanabilen durumlarla yağ çiçeklenmesi oluşabilmektedir.
Genellikle tablet çikolatalarda, yağ çiçeklenmesi oluşması; üretimde yetersiz veya aşırı temperleme uygulamasından, soğutma hızının, süresinin ve sıcaklığının kontrol edilememesinden; üretim sonrası da depolama ve muhafaza sıcaklığının yüksek olmasından ve değişken olmasından kaynaklanır. Araştırma sonuçlarına göre; tüm şartların çok iyi kontrol edilmiş olduğu (üretimin kontrol edildiği ve uygun şartlarda temperleme uygulaması yapılmış olan) tablet çikolataların, oda/market sıcaklığı altında (18-22°C), buzdolabında (4±1°C) veya derin dondurucuda, yağ çiçeklenmesi veya beyazlaşma olmaksızın 1 yıldan uz°un süre saklanabildiği rapor edilmiştir.
Hızlandırılmış raf ömrü testleri ile çikolatanın oda sıcaklığının üzerinde (32°C) üzerinde kısa bir süre bekletildikten sonra tekrar soğutulması sonrası, yağ çiçeklenmesinin başladığı belirlenmiştir. Çikolatanın eriyerek tekrar soğutulması sırasında, çikolata yüzeyindeki form V kristalleri, kakao yağı form VI kristallerine dönüşmektedir ve mikroskopta form VI kristallerinin büyük formlu ve çiçek şeklinde kristaller olduğu görülür. Sıcaklık değişimi söz konusu olunca, yüzeysel olarak erimiş ya da yumuşamış çikolataların düşük sıcaklıklarda depolanması ile yağ çiçeklenmesi tetiklenir.
Çikolata eridiğinde, form V kristallerinin kararlı form VI kristallerine dönüşümünün önlenebildiği ve form V kristallerinin stabilitesini koruduğu çözüme henüz ulaşılamamıştır. Endüstriyel çikolatalarda, yağ çiçeklenmesini geciktirmede gıda katkı maddeleri kullanımı söz konusudur.
Çikolatanın raf ömrü, endüstriyel piyasa çikolatalarında 9-12 ay aralığında değişmektedir. Bu süre, endüstriyel çikolata üretiminde kullanılan olası glikoz oranları, mısır şurubu oranları ve koruyucu gıda katkılarına bağlı olarakfarklılık gösterir. El yapımı gurme çikolatalarda ise raf ömrü 1.5 ay olarak belirlenmiştir. El yapımı gurme çikolatalar; glikoz oranı çok az olan katkı maddesi içermeyen çikolatalardır. En mükemmel lezzeti algılayabilmek için, el yapımı çikolataların üretimini takiben 3 haftada tüketilmesi önerilir.
Kakao oranı yüksek olan çikolataların raf ömrü, içerdiği fenolik maddelerden dolayı daha uzundur ve bozunma daha geç gerçekleşir.
Kakaoda çekirdek seçimi ve kalite kriterleri
Kakao çekirdeğinden kakao tozuna ve kakao çekirdeğinden çikolataya uzanan zincirde; çekirdek kalitesinden proses sürecinde izlenen durumlara ve en son final ürün formatına değin kalitenin sağlanması son derece önemlidir. Tüketicilerin ürüne bağlılığını sağlamak ve devam ettirmek isteyen çikolata üreticileri birtakım kuralları ve kalite kriterlerini takip etmelidir.
İşlenmeden önce, kakao çekirdeklerinin kalitesi 2 farklı yöntem kullanılarak ölçülür. İlk teknikte çekirdekler, bazı kriterler ışığında değerlendirilir;
-Fermantasyon derecesi,
-Nem oranı (max. % 6),
-Bozukluk derecesi,
-Kırık çekirdeklerin sayısı,
-Çekirdek sayısı (her 100 g için)
-Kalıplaşma derecesi,
-Tat özellikleri,
-Renk,
-Yağ miktarı (min. % 52),
-Yağ asitlerinin derecesine göre yağ kalitesi (oleik asit),
-Kabuk içeriği (% 10-12),
-Çekirdek boyutu (üniformitesi),
-Haşere ve kemirgen zararlıların durum
kakao çekirdeğinin kalite göstergeleri olarak kabul edilmektedir.
İkinci teknik, çekirdek sayılarını kullanarak (her 100 g için) ya da 100 g çekirdeğin ağırlığı hesaplanarak değerlendirilen bir tekniktir. Uluslararası kakao piyasasında, farklı boyutlardaki çekirdeklerin fiyatları da farklıdır. Daha küçük çekirdekler, daha az iç, daha fazla kabuk, daha az yağ içerdiğinden maliyeti düşük olmaktadır. Tür olarak Asya kökenli çekirdekler Batı Afrika’dakilerden daha fazla kabuk içeriğine sahip olup bu tip çekirdekler sınıfındadırlar.
Fermentasyon derecesini görebilmek ve değerlendirebilmek için çekirdekler yarılır. Bu aşamada rastgele seçilmiş 300 çekirdek boylamsal olarak ikiye ayrılır. Kesilen yüzeyler bazı kriterler dikkate alınmak suretiyle değerlendirilir;
-Düz ve büzülmüş çekirdekler,
-Küflü çekirdekler,
-Kömür haline gelmiş çekirdekler
-Filizlenmiş çekirdekler,
-Haşere ve kemirgenlerin düzeyi
Tüm bu faktörler, kakao çekirdeklerinden üretilen final ürünlerin lezzet ve kalitesini etkilemektedir. İyi kakao çekirdekleri, doğru koşullarda gerçekleştirilen fermantasyondan geçmeli, kuru ve haşeresiz olmalı ve istenilmeyen maddeleri içermemelidir.
Çekirdek kalitesi üzerinde etkili olan bir diğer önemli kriter, aromadır. Bu bağlamda, çekirdeklerin spesifik aroması, üretilmiş çikolatanın (mamul ürünün) (final ürünün) kalite farklılığını oluşturmaktadır. Çekirdeğin aromatik bir özellik taşıması da, her zaman ürün profilini etkileyecek anlamını taşımamaktadır. Java çekirdeklerinin hoş aroması, elde edilen kakaonun sert ve bitter özelliği ile kontrast oluşturur.
Çikolata üretim prosesi süreci, kakaonun işlenmesi ve karıştırılması işlemleri de özenle değerlendirilmelidir. Ayrıca, çekirdekler karakteristik olarak türlere ayrılsa da, aroma kalitesi yıldan yıla, hasattan hasada değişebilmektedir.
Farklı ürün üretiminde kullanılan farklı işlenmiş çekirdekler ve bu çekirdeklerin seçilme nedenleri, farklılık göstertmektedir.
Çikolatada reolojik kalite özellikleri
İyi kaliteli bir çikolata düz ve pürüzsüz olmalıdır. Kırıntı oluşturmadan net bir şekilde bölünebilmelidir. Ağızda yağ tadı veya şeker zerrecikleri hissettirmemelidir. Gerçek çikolata, kakao yağıyla yapılmalıdır. Bu noktada doku (tekstür) ve duyusal özellikler son derece önemlidir.
Sertleştirme/ısıyla koşullandırma, lipidkristalizasyon ve çikolata üretimi süresince kalıcı faz nitelikleri
Kakao yağı, trigliserid bileşimlerin bir özelliği olarak, sıvı yağın katılaşmasını sağlayan yağ asidi bileşimleriyle birçok polimorfik şekilde kristalleşebilir. Kakao yağı, 6 polimorfik forma sahiptir (I-VI), başlıcaları α, β ve β1’dir. Form V, β polimorfu, iyi sertleşmiş çikolataya parlak bir görünüm ve kıvam verdiğinden en çok tercih edilendir.
Polimorfizm, yağ kristallerindeki moleküllerin şekil ve boyutlarından kaynaklı bir olaydır ve ürünün fiziksel özelliklerini etkileyen bir olgudur.
Çikolata az sertleşirse, sonuç hızlı bir şekilde Form V’e dönüşen β form IV olmaktadır. Yansıtılan ışık sabit olmayan bir şekilde odaktan uzaklaştığı için bu durum ürünün rengini etkiler.
Sertleşmemiş çikolata, yumuşaktır ve yeteri kadar kalıplaşamaz. Form V ve VI, kakao yağlarında en değişmez formlardır. Form VI, yağ bakımından zengin katı çikolatanın depolanmasıyla oluşturulsa da, üretimi zordur. Bunun dışında, Form VI, oldukça yüksek erime ısısına (36°C) ve ağızda büyük parçacıklar halinde hissedilebilen kristallere sahiptir. Sabit olmayan Form I’in erime noktası 17°C’dir ve çok hızlı bir biçimde, Form III ve Form IV’e dönüşebilen Form II’ye dönüştürülebilir. Polimorfik trigliserid formları, yağ asidi zincirleri arasındaki uzaklığa ve trigliseridlerin kristalleşmedeki gruplaşmalarına göre farklılık gösterebilmektedir.
Polimorfik form, süreç şartlarına göre değişiklik gösterir. Yağ asitleri, trigliserid yapılarına ve dağıtımına bağlı olarak ikili ya da üçlü zincirlerle kristalleşirler. Form IV, ikili formda kristalleşir, Form V, kolay paketleme ve daha yüksek termodinamik stabiliteye sebep olan üçlü zincir sistemiyle kristalleşir. Sabit olmayan düşük polimorfik formlar (II ve III), daha düşük kıvamla yüksek erime durumuna ve daha sabit formlara dönüşürler.
Bu değişiklikler çikolatanın genel yapısında, görüntüsünde ya da değişken polimorfik form ve ısıl işlem etkisiyle oluşan istenmeyen yağ fazlalığında gözlemlenebilir. Çikolata için uygun polimorfik formda olma; final ürünün kalite niteliklerinin uygunluğunu gösterir; renk, sertlik ve raf ömrü uygunluğu açısından önem taşır.
Isıl işlemin 4 temel adımı vardır; tamamlamak için eritme (27°C’de), kristalleşme noktasına kadar soğutma (32°C’de), kristalleştirme (27°C’de) ve sabit olmayan kristallerin dönüşümü (29-31°C’de) gerçekleştirilmektedir. Isıtma sırası, ilgili yöntemin ve amaca ulaşmanın bir parçasıdır. Isıl işlem ekipmanlarının kullanımından önce, çikolata el ile ısıtılırdı ve bu yöntem hala el yapımı çikolata üreten bazı üreticiler tarafından kullanılmaktadır. Şu anki ısıtma makinaları, çikolatanın ısısını, yerinde değiştirebilen ve ısıl işlemi homojen olduğu, içinde dolaşabildiği çok aşamalı makinelerdir.
Sıcaklık-zaman kombinasyonları, süreç düzeninde büyük önem taşımaktadır ve sürekli ısıtmada, erimiş çikolata genellikle 45°C’de tutulur ve sonrasında kristal oluşumu için yavaşça soğutulur. Buhler ‘Masterseeder’, Windhab (ETH Zürich, Switzerland) ve Mehrle (Buhler AG, Uzwil, Switzerland) ile yapılan çalışmalar göstermiştir ki, kesilmiş çekirdeğin ısıtılması, yağ kristallerinin çekirdeklendiği ve polimorfik dönüşümleri de (α -> β2 -> β1) kesme gücünün yardımıyla hızlandığı için önemlidir; yağ fazlalığı azaldığından, ürünlerin toplam niteliği daha yüksek olmaktadır.
Isıtma süresince, sıcaklık dereceleri kontrol edilir ve çalkalanma, çekirdek oranını artırır. Yoğunluk arttıkça, katılaşmayı önlemek için çikolata üçüncü aşamada tekrar ısıtılır. Dördüncü aşama kristallerin olgunlaşma aşamasıdır.
Erimiş çikolataya 150 bar yüksek basınç (highpressure) uygulaması kullanımı ile de çikolata ısıtılabilmektedir. Bu proses, çikolatanın erime noktasını yükseltir ve tüm polimorfik formların katı kristallere dönüşmesine sebep olur. Basınç azaltıldığında, düşük polimorfik formlar, ısıtılmış çikolatayı geride bırakıp erimeye başlarlar. Sıralı gruplarda, sabit yağ kristalleri oluşumu söz konusu olur.
Doğru koşullarda ısıtılmış çikolata; düzgün şekilli, daha fazla ısıya dayanıklılık, (paketleme sırasında daha az parmak izli) ve daha uzun raf ömrü niteliklerine sahip olmaktadır
Sütlü çikolata için ısıtma şekli, süt yağı moleküllerinin kristal yapısındaki etkilerinden dolayı bitter çikolatanınkinden farklıdır. Sütlü çikolata, yağlanmayı önleyen ve daha düşük erime noktasıyla sonuçlanan, kristalleştirme için ısının düşürülmesi (normal bir çikolata ile kıyaslandığında 34.5°C’den 29.4°C’ye) gibi öteki etkileri olan tereyağı oranına sahiptir.
Kakao yağı eşdeğerleri (CBE) ve kakao yağı yerine geçenler (CBR) de çikolata endüstrisinde uygulamalarda kullanılabilirler. CBE’ler kakao yağı yerine kullanılabilirken, ısıtma gerektirmeyen CBR’ler tüm kakao yağı değişimi olduğunda kullanılır. Bu CBR‘ler kakao yağıyla aynı ısıda erirler, fakat sadece β1 formunda kristalleşirler.
Son zamanlarda, kesmenin çikolata ve kakao yağı ısıtmadaki etkisi birçok akışkan geometri konusunda çalışılmıştır; örneğin kakao yağı ve çikolatayla ısı yer değiştiricisi, Couette geometrisi sütlü çikolata ve kakao yağıyla birlikte, kakao yağıyla koni ve tabaka sistemi; sütlü çikolatada paralel tabaka yoğunluk içeri ve kakao yağında sarmal kurdelemsi aparat.
Çikolatada parçacık boyutu dağılımı
Parçacık dağılımı, duyusal algılamayla yakından ilgili olan akışkan ve reolojik çikolata niteliklerini ifade etmek adına önemli bir belirleyicidir. En boyutlu parçacığın, kumlulukla birlikte ağızdaki hissi artırmak açısından önemli olduğu, daha küçük olanların ise akışkanlık açısından önemli olduğu sonucuna varılmıştır.
Partikül büyüklüğü dağılımının optimizasyonu ile çikolatadan istenilen damak lezzeti sağlanmaktadır. Partikül büyüklüğünün maksimum 30 mikron (µm) olması ile veya üründe kumsu kaba tadın olması ile ağızda algılama, ağız hissi farklı olmaktadır. Partikül büyüklüğü dağılımı tekstüre ilaveten viskoziteyi de etkileyen bir parametredir. Partikül büyüklüğü maksimum 20 µm olan çikolata, maksimum 30 µm olana göre daha kremsi bir tada sahiptir. Geleneksel olarak, Avrupa’daki çikolatalar; 15-22 µm parçacık boyutuna sahip olarak tanımlanmıştır, Kuzey Amerika’dakiler ise 20-30 µm olarak parçacık boyutuna sahiptir.
Sanayinin globalleşmesi ile geleneksel farklılıkların yerini, ürünlere özgü farklılıklar almıştır. Parçacıkların boyut dağılımı, erimiş sütlü çikolatanın pompalanmasını kolaylaştırmada, taşımada, yüksek katı içeriğe sahip süt süspansiyonlarında ve D-limonende de kullanılır. Malvern enstrümanları, akışkanlık kontrolü için parçacık boyut dağılımının önemini gösteren, çikolata süreci kontrollerinde lazer difraksiyon araçlarının kullanımıyla özdeşleşmiştir.
Katı içerik süreci boyunca akışkanlık performansını etkileyen faktörlerin kontrolü, modern çikolata üretim süreci için kullanılan, gerekli bir aşamadır.
Çikolata ürünlerinde parçacık boyutu dağılımının ölçülmesi, 0.1 ve 2000 µm boyutlarının tespiti ve kalite kontrolü lazer difraksiyon tekniğiyle yapılır. Kullanılan araç, Malvern Mastersizer, Malvern Instruments tarafından üretilmiş olup, birçok endüstriyel materyalin parçacık boyutunun ölçülmesinde de büyük ölçüde esneklik sağlar. Teknik, ışığın yönünün parçacık boyutuyla orantılı olması kuralına bağlıdır.
Sabit dalga ışıklarının kaynağı olarak foto duyarlı silikon ve dedektörlerle birlikte lazer ışığı kullanılır. Kullanılan yöntem, zararsız ve zorlamayan bir yöntemdir, bu yüzden, değerli olan örnekler geri kazanılabilir ve üretimde değerlendirilebilir.
Çikolatada parçacık boyutu dağılımının optimizasyonu
Çikolatada optimize edilmiş bir parçacık boyut dağılımı, damak hassaslığına önem verildiğinin göstergesidir. Örneğin, maksimum parçacık boyutundaki (30µm) bir ürün ağızda sert olarak hissedilir, 20 µm parçacık boyutuna sahip bir ürünse daha yumuşak bir tat ve kıvama sahip olacaktır. Parçacık dağılımı optimizasyonunun bazı örnekleri, süreçte yeterlilik ve/veya gıda üretiminde verimlilik sağlar.
Parçacık dağılımının belirlenmesi akışkanlığın durumunu ortaya koymaktadır, son üründe ısı ve zaman stabilitesini sağlamada etkinlik sağlanır.
Bimodal (çift yönlü) partikül büyüklüğü dağılımı modeli ile vizkozite azaltılması ve son ürün kesme ve zamanı, sıcaklık stabilitesi ile yüzey gelişiminin modifiye edildiği daha iyi bir karışım sağlandığı belirlenmiştir. Üründe fındık yağı dağılımını azaltmak için parçacık dağılımlarının belirlenmesi model çalışmasının, yaygın akışkanlığın azalmasıyla sonuçlandığı belirlenmiştir.
Çikolata şeker ve kakaodan gelen ince partiküllerin yağ fazı içerisinde % 70 oranında dispersiyon oluşturduğu yarı katı süspansiyondur. Partikül büyüklüğü dağılımı optimizasyonu ile çikolatadan istenen damak zevki hazı sağlanmaktadır. Parçacık boyut dağılımı ve belirli yüzeylerde verimi etkileyen parçacık boyutları, çikolata reolojisini etkilemektedir. Parçacıkları model dağılımına göre boyutlandırılmış bir çikolata, en düşük akışkanlığa sahiptir.
Yumuşak (35µm) ve sert (17.0µm) çikolata parçacıkları miksinin karıştırılmasıyla, paketleme ve akışkanlık arasındaki ilişkinin etkilendiği bir çalışmada, % 60 sert parçacıkların % 40 ince partiküllü yumuşak gruba oranının düşük kıvam vermekte olduğu ve daha düşük viskoziteye sahip olduğu ifade edilmektedir.
Çikolata viskozitesi genellikle kakao yağı ve maliyeti yüksek viskozite modifiye ediciler (yüzey aktif bileşenler-soya lesitini vb.) kullanılarak kontrol edilebilmektedir. İnce partiküllerin çikolatada duyusal özellikleri geliştirdiği ifade edilmektedir ancak plastik viskozite ve yüzey gerilimi, kakao yağı ile etkileşen partiküllerin yüzey alanının artması ile artmaktadır.
Partikül boyutu dağılımını optimize etmenin başlıca faydası, viskozite modifiye edicilerin azaltılması ve prosesin kontrolünün tahmin edilebilirliğidir.
Solid süspansiyon olan şeker, kakao ve süt katı maddesi vb. katı partiküllerin newtonian akışkan olan yağ fazında, polidispers süspansion oluşturulmuş olur ve bu çikolatadır. Özellikle katı madde bileşimi % 75-85 olan çikolata ve birçok çikolata için akış davranışı açısından bimodal (çift yönlü) ve trimodal partikül büyüklüğü dağılım modelinin uygunluğu ifade edilmektedir. Bimodal partikül büyüklüğü dağılımında partikül büyüklüğü 15-25 mikron arasındadır.
Çikolata kıvamı
Çikolata kıvamı, genel olarak kakao yağı ve kıvam dengeleyicilerin eklenmesiyle kontrol edilmektedir. Çikolatada küçük parçacık boyutları duyusal nitelikleri arttırır, ancak plastik yoğunluğu ve verim baskısı kakao yağıyla birlikte parçacıkların yüzeyde artmasıyla fazlalaşır. Parçacık boyutu dağılımının optimizasyonu, süreç kontrolünde ve kıvam dengelemesinde önemli yer tutar.
Süspansiyon niteliklerini belirlemede parçacık dağılımı önemli kriter olmasına rağmen, parçacık büyüklüğü dağılımını saptamanın tek başına reolojik nitelikleri etkileyen bir faktör olmadığı açıklanmıştır. Bu yüzden, süspansiyon akışkanlığının düzenlenmesinde, parçacık boyutlarının bilinmesinin yanı sıra; ürünün fiziksel değişimi ve akışkanlık davranışı ve duyusal niteliklerin de son derece önemli olduğu bulgulanmıştır.
Çikolatada reolojik ve tekstürel kalite üzerinde yağların rolü
Kakao nibi, % 55 yağdan oluşur ve bu yağ; final çikolatanın % 30’unu oluşturmaktadır. Kakao yağı trigliseridleri 1,3-pozisyonunda doymuş yağ asitlerine, 1,2- pozisyonunda oleik aside sahiptir. Yağ asitleri içeriği % 35 oleik asit, % 34 stearik asit, % 26 palmitik asit ve bunun yanı sıra; polar lipidler, steroller ve tokoferollerden oluşur ve bunların her biri kakao orijini ve yetişme koşullarına bağlı olarak değişir.
Basit gliserid bileşimine sahip olan çikolatanın erime sıcaklığının 23-37°C aralığında olduğu belirtilmektedir. Lipid kristal form V (β2), iyi temperlenmiş çikolata üretiminde istenilen yağ kristali formudur ve düzgün kıvamlı çikolatada baskın olarak görülmektedir
Trigliserid kompozisyonu açısından bazı sebze yağlarının kakao yağlarına benzer yapı ve kıvamda olduğu gözönüne alınarak, kakao yağı eşdeğer yağları olarak (CBR’ler) kullanımı söz konusudur; kakao yağı ikamesi olarak, çikolatanın tekstürüne önemli bir negatif etki yaratmaksızın Avrupa Birliği standartlarına göre % 5 oranında yasal olarak eklenebilmektedirler.
Laurik yağlar; palm veya hindistan cevizi yağları gibi kakao yağı eşdeğer yağları (CBR’ler), tek bir kristal formda (β1) kristalleşirler ve kakao yağı yerine kullanılabilirler. Kaprinin gibi farklı yağ asidi içeren düşük kalorili yağlar da CBR olarak kullanılabilirler ve mide tarafından düşük oranda absorbe edilirler, CBRs gibi kullanılabilirler.
Non-laurik yağlar (laurik olmayan yağlar) ile bazı kakao yağları karıştırılarak kullanılabilir, ısıtılır ve normal olarak temperlenir. Birçok çikolata, dondurma kaplama ürünleri için laurik olmayan yağ düzeyi yüksek olarak kullanılmakta olup, bazı pişmiş çikolatalarda ve spesiyal ürünlerde düşük düzeyde kullanıldığı ifade edilmektedir; ilgili ürünler toplamsal olarak % 25-30 oranında yağ içermektedir. Kullanılan proses sürecine bağlı olarak, gerçek miktar, final çikolatanın kıvamını etkiler ve bu sebeple yüksek kaliteli bir tablet çikolata, bisküvi yapımında kullanılan çikolatadan daha fazla yağ ve daha küçük parçacık boyutu içerir.
Akışkanlık üzerinde ekstra % 1 yağın viskoziteye etkisi var olan miktara ve dikkate alınan akışkanlık ve kıvam kriterlerine göre değişir. % 32’nin üzerinde yağ oranında, diğer oranlara göre akışkanlık ve kıvamda daha az değişiklik gözlenir.
% 28 yağ bileşimine sahip çikolatada yağ oranının % 1 artırılması plastik viskozite üzerine önemli düzeyde etki yapar ve plastik viskoziteyi hemen hemen yarıya indirir. Bu değişiklik, yağ içeriği % 23’den daha düşük oranlı çikolatalarda, daha da etkili olup ve normalde lapa kıvamlı olan çikolata ürünü likid forma gelir.
Yağın etkisi, plastik kıvam/akışkanlık açısından önemlidir. Bu yağların çoğunluğu parçacık yüzeylerine yarı bağlı olan suda eriyen yağlardır. Akışı hızlandırır ve biçimlenebilir akışkanlığı büyük ölçüde azaltır. Ürün değeri, katı parçacıklar arasındaki kuvvetle ölçülür bu yüzden yağ eklenmeleri daha az etkilidir.
Çikolatada reolojik ve tekstürel kalite üzerinde şekerin rolü
Şeker, çikolatanın aroma gerekliliklerinde asal içeriklerinden biri olup, sadece tatlılığa katkıda bulunur. Ürün bazında, şeker içeriğinde % 1 ya da % 2 değişim söz konusu olmaktadır, % 5 değişim ile çikolatada büyük aroma değişiklikleri meydana gelir.
Çikolata şekerlemesinde % 50 oranında iyi kristalleşmiş sakaroz kullanılır. Monosakkaritler, glikoz ve fruktoz kurutması zor olduğundan çikolata üretiminde nadiren kullanılır. Dekstroz ve laktoz, sütlü çikolatada sakaroz ile değişimli olarak kullanılabilmektedir.
Süt katılarında laktoz, daha düşük seviyede yer alır ve laktoz maillard tepkimelerine katkıda bulunarak kahverengileşmeye yardımcı olur. Çikolata aroma akışkanlığını etkileyen bir miktar süt yağı da mevcuttur.
Çikolatada var olan fazla nem, şeker parçacıkları arasındaki sürtünmeyi ve akışkanlığı artıracaktır.
Son yıllarda, sakarozsuz çikolatalar tüketici ve üreticiler tarafından, düşük kalori değerleri yüzünden daha fazla tercih edilir hale gelmektedir. Şeker alkolleri, ksilitol, sorbitol, mannitol, eritirol, maltitol ve maltitol şurubu, isomalt ve laktitol dahil, düşük kalorili ya da şekersiz ürünlerin üretiminde kullanılır.
Sukrozun şeker alkolleriyle yer değişimi reolojik kaliteyi etkiler ve bu sebeple, proses süreç koşulları ve çikolataların kalitesi de doğal olarak etkilenir. Malitolün sükroza benzer reolojk çikolata kalitesine sahip olduğu ve bu yüzden çikolata üretiminde iyi bir alternatif olduğu belirtilmektedir.
İsomaltlı çikolata daha yüksek plastik akışkanlığa sahip olurken, ksilitol de daha akışkan içeriğe sebep olur. Polidektroz ekstra karbonhidrat olarak eklenebilir ve yoğun tatlandırıcılar kullanılabilir. Şeker alkolü tüketiminin AB oranı laksatif etkiden dolayı günde 20 g’dır.
Çikolatada reolojik ve tekstürel kalite üzerinde süt ve diğer süt ürünü içeriklerinin rolü
Su şeker parçacıklarıyla birleştiği için, çikolatanın içine sıvı süt yerine % 12-25 oranında süt katıları eklenir. Süt, % 5 laktoz, % 5 süt yağı, % 3.5 protein ve % 0.7 oranında mineral içerir.
Doymuş yağların baskın olduğu süt yağı trigliseridleri, yeterli miktarda palmitik, stearik ve olik asit içermesine rağmen farklı bir kristal yapı gösterir. Süt yağı, normal koşullarda % 15-20’si kuru madde olmak üzere genellikle sıvıdır ve çikolata kıvamını yumuşatarak genel yağ içeriğinin % 30’unu oluşturur. Süt yağı oksitlenmeye eğilimlidir ve raf ömrünü etkiler.
Süt proteinleri, sütlü çikolatanın kremamsı kıvamına katkıda bulunur, % 80 kazein ve % 20 peynir altı suyu tozu proteinleri eklendiğinde kazein çikolata kıvamını düşürür; peynir altı suyu tozu proteinleri ise tersine kıvam artırıcıdır.
Peynir altı suyu tozu
Protein tozu olan “whey protein” peynirin üretim aşamasında sütün altında kalan atık sudan imal edilmektedir. Bu suyun yaklaşık % 80’ni kazein (peynir proteini) ve % 20’si peynir suyudur. Whey protein tozu üretilirken peynir altı suyu bir takım işlemlerden geçer. Öncelikle laktoz ve yağ ayrıştırılır, daha sonra özel filtrelerden geçirilir. Elde edilen sıvı basınçla süzülüp kurutularak sonrasında “protein tozu” elde edilir.
Süt katıları (süt kuru maddesini oluşturan kısım), süt tozu olarak ya da tam süt kreması halinde eklenip aromaya, akışkanlığa ve ısıtma/kurutma durumuna bağlı olarak çikolatanın akışkanlık durumuna katkı sağlar. Süt yağı, kaymağı alınmış süt tozuyla karıştırıldığında kakao yağıyla tepkimeye girebilir ancak tamamen krema halindeki süt tozuna bağlıdır. Kaymağı alınmış süt tozu Avrupa ülkelerinde tercih edildiği gibi, kakao yağını da yumuşatır.
Kakao likörü, şeker ile karıştırıldığında elde edilen kakao kırıntısı kahverengidir ve az pişirilmiş bir aromaya sahiptir. Kırıntı, süt tozundan daha uzun raf ömrüne sahiptir çünkü çikolata likörü gerekli doğal antioksidanları sağlar ve bozulma durumu olmaması için sabitler. Çikolata aroması, kırıntıların işleme süreçlerine göre farklılık gösterir. Peynir altı suyu ve laktoz tozları bazı çikolatalarda tatlılığı azaltmak için kullanılabilir. Minerali giderilmiş peynir altı suyu tozu, aromasızlığı önlemek için tercih edilir.
Çikolata teknolojisinde yüzey aktif maddelerinin (kayganlaştırıcıların) rolü
Çikolata, yapısı itibariyle hidrofilik ve lipofobik özelliliğine dolayı şekerin çözülmediği, yüzeylerin yağ ile örtülü olduğu bir yağ profiline sahiptir. Doğal kayganlaştırıcıların seçimi; gam, lektin, eriyebilir ya da sentetik polisakkaridler, işlev olarak son ürüne bağlıdır. Soya yağı üretiminin ara ürünü olan lektin, doğal fosfogliseridlerin bir karışımıdır.
Hem hidrofobik (nonpolar), hem de hidrofilik (polar) uç taşıdığından dolayı protein bazlı surfaktanların kullanımı ile yüzey aktif özellik sağlanmış olur. Hidrofilik kısımda polipeptid, peptid, aminoasit; hidrofobik kısımda uzun karbon zincirleri (açil, alkil, ester bağları) söz konusudur.
Çikolatada ham lektinin en yüzeydeki aktif içeriğinin (oleik C18:1 ve palmitik asit C16:0) fosfatidilkolin olduğu rapor edilmiştir. Lektin eklenmesi, plastik akışkanlığı büyük ölçüde etkiler ve % 0.1 ya da % 0.3 oranı arasında eklendiğinde akışkanlığı azaltır ve nem oranını artırır.
Lektin düzeyi % 0.5’den fazla olduğunda, ürün verimi artar ancak plastik akışkanlık düşmeye devam eder. Ürün verimindeki artış, tanecik yapısına bağlıdır. Alternatif olarak, ters haldeki parçacıklar tamamen örtülü şeker parçacıklarıyla tepkimeye girebilir ve sonuç olarak ürün verimini artırır. Kalınlık ise parçacık boyut dağılımına bağlıdır çünkü daha küçük boyutlar, şeker yüzeylerini kaplamak için daha çok lektin gerektirirler. Lektin maksimum olarak % 1 oranında eklenebilir ancak kakao ve süt içeriklerinde de kullanıldığından etkisi görülür.
Hint yağı ve gliserolün polikondenzasyonu ile elde edilen poligliserolpolyricinoleate (PGPR), ikili, üçlü ya da tekli içeriklerden oluşan poligliseroldür. AB’de yasal olarak onaylanmış PGPR kakao temelli şekerlemelerde % 0.5 oranına kadar kullanılabilir.
Poligliserolpoliricinolat (PGPR), E476, bir emülsifiyer bileşik formu olup, çikolatanın ve çikolata bazlı kaplama ürünlerin viskozitesini azaltmada etkindir. Kakao, şeker, süt vb. partiküller arasında friksiyonu azaltmaktadır ve çikolata eritildiği zaman akışı kolaylaştırmaktadır. % 1 düzeyinin altında kullanılmaktadır. Sarımsı renkli olan PGPR, kastor yağının polikondanse yağ asilerinin poligiliserol esterlerinin viskoz likid formudur, ayrıca, soya yağının dimerize yağ asidlerinin poligliserol esterleri de PGPR olarak kullanılabilmektedir. Yan zincirlerde ester bağları ile bağlı ricinoleikasid içeren ve eter bağları ile bağlı gliserol molekülleri içeren kısa zincirden meydana gelen yapıya sahiptirler. PGPR’ler güçlü lipofilik yapılardır, yağlarda ve yağlı ürünlerde çözünürler. Çikolatalarda, viskozite-azaltıcı ajan olarak kullanılırlar, genellikle de lesitin ile ya da diğer plastik viskozite-azaltıcı ajanla kombinlenerek kullanılır.
PGPR’lerin plastik akışkanlık üzerinde büyük etkisi yoktur ancak % 0.2 ekleme ile ürün değerini % 50 ye kadar düşürebilir ya da % 0.8’de tamamen ortadan kaldırabilir, bu durum çikolatayı Newtonvari bir sıvıya dönüştürerek daha hızlı akmasını sağlar. Aynı sonuç PGPR kadar içeriği olan kakao yağı eklendiğinde de elde edilebilir. % 35 oranında kakao yağı içeren çikolatanın % 32 oranında kakao yağı ve % 0.1 PGPR içeren çikolatayla eşit ürün kalitesine sahip olduğunu belirtilmiştir. PGPR yüksek moleküler ağırlıkla daha iyi sterik sabitlik sağlamaktadır. Lektinden farklı olarak, çikolatadaki PGPR, süspansiyonla yapılandırılmaz ancak alan sürtünmesini artırır ve çikolatadaki kalıntı suyu tutar, katı parçalara dönüşümü engeller.
Güncel gelişmelerde, birçok çikolata üreticisi PGPR ve lektini, istenen plastik akışkanlık ve ürün kalitesi sağlamak için kullanmaktadırlar.
Gliserolmonostearatları (GMS) de, şekerleme endüstrisinde yaygın olarak kullanılır ve hidroksil gruplarının tek bir yağ asidi ile esterleşmesiyle oluşur. Sorbitan ve gliserol esterlerinin karışımının kullanımı ise lektin kullanıldığındaki ürün kalitesine yakındır ancak daha yüksek plastik akışkanlık verir.
Sonuç olarak çikolata kalitesi üzerinde çoklu bileşen etkisi son derece titizlikle irdelenmeli ve final ürün kalitesi özellikle fiziksel, kimyasal ve duyusal açıdan belirlenerek üretim ölçeklendirilmelidir.
