Wirkung von grenzflächenaktiven Substanzen in Schokoladenmasse

Die „Untersuchungen zur Wirkung von grenzflächenaktiven Substanzen in konzentrierten, lipophilen Süßwarensuspensionen am Beispiel von Schokoladenmasse“ war Thema eines kürzlich am DIL abgeschlossenen Forschungsprojektes. Dabei ging es vor allem darum, die genauen Mechanismen der Wechselwirkungen der Feststoffanteile in der Schokolade, wie z.B. Zucker oder Kakaopartikel, mit unterschiedlichen grenzflächenaktiven Substanzen (GAS), u.a. Lecithin, PGPR, Zuckerester, genauer zu erforschen. Insbesondere die Immobilisierung der Kakaobutter an den Feststoffoberflächen, die bei gleichem Fettgehalt einen erheblichen Einfluss auf die Verarbeitungseigenschaften der Schokolade hat, wurde genauer analysiert.

Ein direkter Einfluss der unterschiedlichen Oberflächenenergien der Feststoffe auf die Fettimmobilisierung an deren Oberflächen war nicht nachweisbar; es konnte aber gezeigt werden, dass die Morphologie, d.h. die Zerklüftung der Oberfläche die Wechselwirkungen mit dem Fett deutlich beeinflusst. Der Zusatz von grenzflächenaktiven Substanzen führt in der Regel zu einer Fettfreisetzung von den Oberflächen, d.h. die Fettimmobilisierung nimmt ab. Dabei zeigte sich, dass die Fettfreisetzung umso höher war, je mehr grenzflächenaktive Substanzen an der Feststoffoberfläche zu finden waren. Diese Verringerung der Fettimmobilisierung durch die grenzflächenaktiven Substanzen erhöht die Menge an freiem Fett und führt bei gleichem Fettgehalt zu einer niedrigeren Gleichgewichtsviskosität der Schokoladenmasse.

Ebenfalls sehr interessant waren die Ergebnisse zum Einfluss der Anwesenheit der grenzflächenaktiven Substanzen bei der Zerkleinerung im Zuge der Schokoladenherstellung. Hier zeigte sich, dass z.B. PGPR sehr wohl bereits vor der Zerkleinerung zugesetzt werden kann, so dass im Endeffekt günstigere Fließeigenschaften, d.h. geringe Fließgrenzen und Viskositäten entstehen. Wenn hingegen das Lecithin schon vor oder während der Zerkleinerung anwesend ist, wirkt sich das eher ungünstig auf die Fließeigenschaften aus.

Die Ergebnisse des Projektes können von der Süßwarenindustrie, insbesondere auch von den klein- und mittelständischen Unternehmen, kurzfristig umgesetzt werden. Insbesondere die Hersteller und Verarbeiter von Schokoladenprodukten werden von den Resultaten profitieren können. Das gilt für die Qualitätssicherung, z.B. der Kontrolle der Verarbeitungseigenschaften der Schokoladenmassen vor dem Ausformen bzw. Überziehen. Des weiteren ermöglichen die Ergebnisse die genauere Ermittlung von möglichen Kostenvorteilen für die Unternehmen durch Einsparung von teurer Kakaobutter bei der Rezepturgestaltung der Schokoladen. Die Effekte des Zusatzes von grenzflächenaktiven Substanzen in der Schokolade werden besser als bisher verstanden und können daher gezielter für die Steuerung der Produktion eingesetzt werden.

Auch die Ergebnisse der Untersuchungen zum Einfluss des Zugabezeitpunktes der GAS im Rahmen der Zerkleinerung lassen neue Möglichkeiten der gezielteren Beeinflussung von Schokoladeneigenschaften durch GAS erkennen. So scheint insbesondere eine getrennte Zugabe der Einzelkomponenten von GAS-Gemischen aus PGPR und Lecithin im Rahmen der Feinzerkleinerung ein alternativer Ansatzpunkt zu sein, um noch genauer Fließgrenze und Viskosität der Schokoladenmasse bei minimalem Einsatz an GAS und Kakaobutter zu optimieren. Die Ergebnisse zum Einfluss der Dauer des Trockenconchierens auf die Einstellung der erforderlichen Fließkennwerte sind ebenfalls geeignet, Kosten in der Schokoladenherstellung zu sparen. Eine mögliche Verkürzung der Trockenconchierzeit kann helfen, insbesondere den Energieverbrauch beim Conchieren zu reduzieren.

Das Projekt wurde im „Programm zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (via AiF) über den Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) gefördert (AiF-Projekt-Nr.: 15217 N).

Ansprechpartner am DIL zu diesem Projekt ist:

Dr. Knut Franke
Tel:  +49 (0) 5431 183 - 144 
E-Mail: k.franke@dil-ev.de

Weitere Informationen finden Sie auch im Kurzbericht des Projektes:

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