为了做出完美巧克力,他们用上了国家同步辐射光源 | Nat. Commun.

2021-09-20 17:32:08



图片来源:Pixabay


来源 加拿大圭尔夫大学

翻译 李静一

编辑 魏潇


好巧克力丝滑细腻,“只融在口,不融在手”。现在,加拿大圭尔夫大学(University of Guelph)的食品科学家们表示,他们已经找到了一种可以制造出完美巧克力的方法,可以简化传统方法中反复加热冷却巧克力的“调温”过程。


由食品科学家 Alejandro Marangoni 博士领导的研究团队首次发现,在融化的巧克力中加入来自可可脂的一种关键成分,可以帮助使其结合在一起并形成理想结构,而使用这种方法制造巧克力操作简单成本低廉。


这一发表在《自然-通讯》Nature Communications上的论文可能将会彻底改变今后巧克力的制作方式。


制作出光泽细腻且能被清脆地掰断的巧克力其实并不容易。这需要一个非常耗时的调温过程——将融化的巧克力反复缓慢地加热再冷却,来诱导可可脂中的脂肪酸晶体形成一种稳定的结构。


加拿大食品、健康和老龄化领域的首席科学家 Marangoni 表示,“如果你吃过糟糕的巧克力,你就会知道它是易碎、有裂纹又软塌塌的。也就是说,这种巧克力是没有经过适当调温的。”


一般来讲,巧克力制造商会在调温过程中,使用“晶种”来诱导巧克力结晶。这里所用到的晶种通常是已完成调温的巧克力碎或巧克力块,它们会像磁铁一样把松散的脂肪酸晶体吸引过来并排成成有序的链状结构。


“一个好的巧克力师可以仅凭肉眼就做到这一点。他们的经验会告诉他们调温完成的时机,并在还没好的时候做出调整。但这却是在大规模巧克力生产中不可能实现的。”


巧克力制造商会使用一种专业的调温装置,但即使有这些设备也不能做到万无一失,制造商总会在不同批次的可可脂间发现巨大的差异。


Marangoni 就在试图寻找一种更易诱导巧克力形成正确晶体结构的成分,来简化这一过程。


他与研究助理 Saeed Ghazani 博士、化学专业学生 Jay Chen 和硕士生 Jarvis Stobbs 一起,测试了可可油脂中天然存在的几种“次要成分”,并选择了一种特定的分子——一种饱和磷脂作为晶种,促进可可脂形成理想的晶体结构。


研究团队发现,在融化的巧克力中加入磷脂随后快速冷却至 20 摄氏度,这样操作仅需一次、无需调温就能够达到加速结晶的效果。以此制出的巧克力具有最佳的微观结构,同时也能达到理想的表面光泽度和强度。


研究团队接下来利用加拿大萨斯喀彻温大学(University of Saskatchewan)的加拿大光源(Canadian Light Source),在负责人 Stobbs 的帮助下验证了他们的成果。


加拿大光源的同步加速器技术和其比太阳还要亮数百万倍的光源,帮助研究者们获得了巧克力内部微观结构的精确显微图像,并证实了磷脂成分对巧克力结构的优化效果。


Marangoni 表示:“你只需要添加一种磷脂——已经存在于可可脂中的天然成分,就能达到传统调温手法的效果,这真的是太令人兴奋了。”


他表示,这一研究发现消除了对复杂调温设备的需求,“可能会给巧克力制造业带来一场革命,小型制造商不再需要大量机械成本投入,就能生产出优质巧克力了。”


原文链接:

https://phys.org/news/2021-09-food-scientists-key-perfectly-smooth.html


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论文信息

【标题】Tempering of cocoa butter and chocolate using minor lipidic components

【作者】Jay Chen, Saeed M. Ghazani, Jarvis A. Stobbs & Alejandro G. Marangoni

【期刊】Nature Communications

【日期】31 August 2021

【DOI】

https://doi.org/10.1038/s41467-021-25206-1

【链接】

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25206-1

【摘要】

Chocolate manufacture includes a complex tempering procedure to direct the crystallization of cocoa butter towards the formation of fat crystal networks with specific polymorphism, nano- and microstructure, melting behavior, surface gloss and mechanical properties. Here we investigate the effects of adding various minor non-triglyceride lipidic components to refined cocoa butter and chocolate on their physical properties. We discover that addition of saturated phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine to neutralized and bleached cocoa butter or molten and recrystallized commercial chocolate at 0.1% (w/w) levels, followed by rapid cooling to 20 °C in the absence of shear, accelerates crystallization, stabilizes the desirable Form V polymorph and induces the formation of chocolate with an optimal microstructure, surface gloss and mechanical strength. Final chocolate structure and properties are comparable to those of a commercial tempered chocolate. Minor lipidic component addition represents an effective way to engineer chocolate material properties at different length scales, thus simplifying the entire tempering process.


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