optimizacija parametara proizvodnje …chocolatescience.rs/danica.pdf · prehrambena tehnologija...

DOKTORSKA DISERTACIJA

OPTIMIZACIJA PARAMETARA PROIZVODNJE

ĈOKOLADE SA SOJINIM MLEKOM U KUGLIĈNOM

MLINU

mr Danica B. Zarić, dipl.ing.

Novi Sad, 2011.

KLJUĈNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA

Redni broj:

RBR

Identifikacioni broj:

IBR

Tip dokumentacije:

TD

Monografska publikacija

Tip zapisa:

TZ

Tekstualni štampani materijal

Vrsta rada:

VR

Doktorska disertacija

Autor:

AU

mr Danica B. Zarić

Mentor:

MN

Prof. dr Biljana Pajin

Naslov rada:

NR

OPTIMIZACIJA PARAMETARA PROIZVODNJE

ĈOKOLADE SA SOJINIM MLEKOM U

KUGLIĈNOM MLINU

Jezik publikacije:

JP

Srpski (latinica)

Jezik izvoda:

JI

Srpski/engleski

Zemlja publikovanja:

ZP

Republika Srbija

Uţe geografsko podruĉje:

UGP

Vojvodina

Godina:

GO

2011

Izdavaĉ:

IZ

Autorski tekst

Mesto i adresa:

MA

21000 Novi Sad, Bulevar cara Lazara 1

Fiziĉki opis rada:

FO

VIII poglavlja, 187 strana, 97 slika, 49 tabela i 16

tabelarnih priloga

Nauĉna oblast:

NO

Prehrambena tehnologija

Nauĉna disciplina:

ND

Tehnologija ugljenohidratne hrane

Predmetna odrednica/kljuĉne reĉi:

PO

Ĉokolada, sojino mleko, kugliĉni mlin, kvalitet

UDK:

663.91:[637.18+582.739

Ĉuva se:

ĈU

U biblioteci Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu

Vaţna napomena:

VN

Nema

Izvod:

IZ

Eksperimentalni deo ovog rada je podeljen u dve faze.

U prvoj fazi je ispitana mogućnost proizvodnje mleĉne

ĉokolade u laboratorijskom kugliĉnom mlinu uz

optimizaciju parametara proizvodnje. Optimizovani su

sledeći parametri: masa kuglica, vreme mlevenja,

koliĉina i vrsta emulgatora. Kvalitet ovako dobijene

mleĉne ĉokoladne mase je odreĊen merenjem sledećih

parametara: vlaga, veliĉina najkrupnijih kakao ĉestica,

prinosni napon i viskozitet po Cassonu. UraĊena je

uporedna analiza sa istim parametrima mleĉne

ĉokoladne mase dobijene po standardnom postupku.

Na osnovu rezultata se moţe zakljuĉiti da postoji

potpuna opravdanost proizvodnje ĉokolade novim

postupkom.

Krive proticanja, dobijenih uzoraka ĉokoladne mase

proizvedene u kugliĉnom mlinu i ĉokolade dobijene

stnadardnim naĉinom proizvodnje su veoma sliĉne.

Dodatak emulgatora PGPR je uticao na postizanje niţih

prinosnih napona, kao vaţnih parametara proticanja

mase, u odnosu na klasiĉan postupak proizvodnje.

Optimalni uslovi laboratorijske proizvodnje ĉokoladne

mase u kugliĉnom mlinu kapaciteta 5kg, neophodnih za

dobijanje odgovarajućih reoloških parametara su:

masa kuglica 30kg,

vreme zadrţavanja u mlinu 90 minuta

dodatak kombinacije emulgatora 0,2% PGPR i

0,3% lecitina raĉunato na ukupnu masu sirovina

U drugoj fazi eksperimentalnog rada izvršeno je

ispitivanje mogućnosti primene sojinog mleka u prahu

umesto kravljeg za proizvodnju mleĉne ĉokolade u

laboratorijskom kugliĉnom mlinu bez narušavanja

fiziĉkih i senzornih osobina ĉokolade.

U mlinu sa kuglama je proizvedena ĉokoladna masa sa

20% mleka u prahu, 15% sojinog mleka u prahu i 20%

sojinog mleka u prahu a zatim su ĉokoladne mase

prekristalisane na laboratorijskom pretkristalizatoru.

Promenljive vrednosti su bile:

vreme mlevenja u mlinu (30, 60, 90 minuta)

temperature pretkristalizacije (26, 28, 30°C).

UraĊena su sledeća ispitivanja za sve tri vrste ĉokolada:

OdreĊivanje osnovnog hemijskog sastava

OdreĊivanje najkrupnijih ĉestica

OdreĊivanje reoloških parametara (prinosni

napon, viskozitet, površina tiksotropne petlje,

krive proticanja, dinamiĉka oscilatorna merenja

praćenje modula elastiĉnosti G' i modula

viskoznosti G" i test puzanja)

Termoreografske analize

OdreĊivanje sadrţaja ĉvrstih triglicerida (NMR)

OdreĊivanje toplotnih karakteristika (DSC)

OdreĊivanje ĉvrstoće ĉokolade (metoda 3-Point

Bending Rig HDP/3PB)

Test sivljenja (ciklo termo test 32/20°C)

Senzorna analiza (metoda bodovanja i QDA

metoda)

Na osnovu ovih ispitivanja, utvrĊeno je da postoji

korelacija rezultata izmeĊu sve tri vrste ĉokolada.

Optimalni uslovi za ĉokoladu sa 20% mleka u prahu

su:

vreme mlevenja 90 min

temperatura pretkristalizaciije 28 i 30°C

Optimalni uslovi za ĉokoladu sa 15% sojinog mleka u

prahu su:

vreme mlevenja 90 min,

temperatura pretkristalizacije 28°C

Optimalni uslovi za ĉokoladu sa 20% sojinog mleka u

prahu su:

vreme mlevenja 90 min

temperatura pretkristalizacije 28 i 26°C

Datum prihvatanja teme:

DP

Datum odbrane:

DO

Ĉlanovi komisije:

KO

Predsednik

___________________________

Dr Ljubica Dokić, red. profesor

Mentor

___________________________

Dr Biljana Pajin, vanr. profesor

Ĉlan

___________________________

Dr Drago Šubarić, red. profesor

Ĉlan

__________________________

Dr Zita Šereš, docent

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number:

ANO

Identification number:

INO

Document type:

DT

Monographic publication

Type of record:

TR

Textural printed material

Content code:

CC

Ph.D. Thesis

Author:

AU

Danica B. Zarić, M.Sc.

Mentor:

MN

Biljana Pajin, Ph.D.

Title:

NR

OPTIMIZATION OF PROCESSING PARAMETERS

OF BALL MILL REFINING OF CHOCOLATE WITH

SOY MILK

Language of text:

LT

Serbian (Roman)

Language of abstract:

LA

Serbian/English

Country of publication:

CP

Serbia

Locality of publication:

LP

Vojvodina

Publisher year:

PY

2011

Publisher:

PU

Author reprint

Publication place:

PP

21000 NoviSad, Bulevar cara Lazara 1

Physical description:

PD

VIII chapters, 187 pages, 97 figures, 49 tables and 16

appendix tables

Scientific field:

SF

Food technology

Scientific discipline:

SD

Flour processing technology

Key words:

KW

Chocolate, soy milk, ball mill, quality

UC:

663.91:[637.18+582.739

Holding data:

HD

Library of Faculty of Technology Novi Sad,

21000 Novi Sad, Serbia,

Bulevar cara Lazara 1

Note:

N

Abstract:

AB

The experimental part of this work is divided in two

phases. The possibility of producing milk chocolate in a

laboratory ball mill refiner, along with the optimization

of processing parameters was investigated in the first

phase. The processing parameters of a ball mill refiner

were the following: optimized mass of the balls,

refining time, the amount and type of emulsifier. The

quality of this chocolate mass was determined by

measuring the following parameters: moisture, the size

of the largest cocoa particles, Casson yield value,

Casson plastic viscosity. These results were compared

to the same parameters of the milk chocolate mass

produced by using traditional technology. On the basis

of these results it can be concluded that the production

of chocolate by using the new method is fully justified.

Flow curves of the chocolate mass samples produced in

a ball mill refiner, are very similar to those produced by

using traditional technology. Adding PGPR as

emulsifier resulted in lower Casson yield value, as

important parameters of mass flow, compared to the

production of chocolate by using traditional technology.

Optimal conditions of producing chocolate mass in a

laboratory ball mill refiner, capacity 5 kg, necessary for

obtaining suitable rheological properties, are the

following: mass of the balls 30 kg, refining time 90 min

and adding emulsifiers 0.2% PGPR and 0.3% lecithin.

The possibility of applying soy milk powder in the

production of chocolate in laboratory ball mill refiner,

instead of cow milk, without changing physical and

sensory characteristics of chocolate, was investigated in

the second phase. Three types of chocolate mass

containing 20% of milk powder, 15% of soy milk

powder and 20% of soy milk powder were produced in

a ball mill refiner and then these chocolate masses were

pre-crystallized in laboratory precrystallizer. Variable

values were the following:

refining time (30, 60, 90min.)

precrystallization temperature (26, 28, 30⁰C)

The following tests were done for all three types of

chocolate:

Determination of chemical composition (O.I.C.C.

method)

Determination of the size of the largest cocoa

particles (microscopic method)

Determination of rheological properties (flow

curves, Creep & recovery test, Casson yield

value, Casson plastic viscosity)

Thermorheographic analyses

Determination of solid fat content of the

chocolate samples depends on the refining time

and precrystallization temperature (NMR)

Determination of melting characteristic of

chocolates (DSC method)

Determination of hardness of the chocolate

(Texture Analyser method 3-Point Bending Rig

HDP/3PB)

Fat bloom stability of chocolate (Thermo-cycle

test 32/20°C)

Sensory evaluation of chocolates

The research showed the correlation of results

among all three types of chocolate. Optimal

conditions for chocolate containing 20% of milk

powder are the following:

refining time 90 min

precrystallizing temperature 30°C

Optimal conditions for chocolate containing 15% of soy

milk powder are the following:

refining time 90 min.

precrystallizing temperature 28°C

Optimal conditions for chocolate containing 20% of soy

milk powder are the following:

refining time 90 min

precrystallizing temperature 28 and 26°C

The presence of soy oil in soy milk powder resulted in

lower precrystallizing temperatures.

Accepted by Scientific Board on:

ASB

Defended on:

DE

Thesis defended board:

DB

President

___________________________

Dr Ljubica Dokić, professor

Menthor

___________________________

Dr Biljana Pajin, professor

Member

___________________________

Dr Drago Šubarić, professor

Member

___________________________

Dr Zita Šereš, professor assistant

***

Zahvaljujem se mentoru ovog rada, prof. dr Biljani Pajin na nesebičnoj stručnoj

pomoći pri izradi ove doktorske disertacije od izbora teme do poslednjih sugestija

pri njenoj finalizaciji, kao i velikoj moralnoj podršci tokom niza godina naše

zajedničke saradnje.

***

Najsrdačnije se zahvaljujem, prof. dr Ljubici Dokić i docentu dr Ziti Šereš na

izuzetnom zalaganju i stručnoj pomoći pri izradi ove teze.

***

Veliko hvala, kompletnoj katedri za Ugljenohidratnu hranu, Tehnološkog fakulteta

na pokazanom interesovanju za eksperimentalni rad i svakodnevnim rečima

ohrabrenja.

***

Posebnu zahvalnost dugujem, dipl.ing Jeleni Tomić za požrtvovanje, angažovanje i

veliku pomoć pri eksperimentalnom radu i obradi rezultata.

***

Iskreno se zahvaljujem, dipl. ing Ivani Radujko na predusretljivosti i svakodnevnoj

pomoći pri radu.

*** Za obezbeđivanje sirovina potrebnih za eksperimentalni rad zahvaljujem se dir.

Jeleni Jurić i fabrici konditorskih proizvoda Jaffa.

*** Porodici Parežanin i firmi YU Atlantik se zahvaljujem na obezbeđivanju kakao

sirovina potrebnih za eksperimentalni rad.

***

Svom dragom suprugu, Branku i predivnoj deci: Milošu i Andreji, hvala za

ljubav, razumevanje i podršku. Hvala, bez vas sve ovo ne bih uspela.

***

Hvala porodici i prijateljima.

SADRŢAJ

I UVOD................................................................................................................. 1

II PREGLED LITERATURE........................................................................ 4

1. PROIZVODNJA ĈOKOLADE U KUGLIĈNOM MLINU..................... 4

2. KAKAO MASLAC....................................................................................... 7

2.1 OSOBINE KAKAO MASLACA....................................................... 7

2.2 PRETKRISTALIZACIJA KAKAO MASLACA............................... 10

2.3 SIVLJENJE ĈOKOLADE................................................................. 11

3. MLEĈNA MAST......................................................................................... 13

4. SOJINO MLEKO ......................................................................................... 14

4.1 SASTAV SOJINOG ZRNA................................................................ 14

4.1.1 Proteini................................................................................... 15

4.1.2 Lipidi...................................................................................... 20

4.1.3 Ugljeni hidrati........................................................................ 21

4.1.4 Bioaktivna jedinjenja............................................................. 22

4.2 PROIZVODNJA SOJINOG MLEKA................................................ 22

5. REOLOGIJA................................................................................................. 24

6. SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDA...................................................... 29

7. DIFERENCIJALANA SKENIRAJUĆA KALORIMETRIJA..................... 31

8. TEKSTUROMETRIJA................................................................................. 33

9. SENZORNA ANALIZA............................................................................... 34

III EKSPERIMENTALNI DEO.................................................................... 37

1. MATERIJAL................................................................................................. 37

2. METODE RADA.......................................................................................... 40

2.1 PLAN EKSPERIMENTA................................................................ 40

2.2 PRIPREMA ĈOKOLADNE MASE U KUGLIĈNOM MLINU..... 41

2.3 HEMIJSKA ANALIZA ĈOKOLADNE MASE............................ 42

2.4 PRETKRISTALIZACIJA ĈOKOLADNE MASA......................... 42

2.5 REOLOŠKE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADNE MASE............. 44

2.6 SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDAU ĈOKOLADI................. 45

2.7 TOPLOTNE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADE........................... 47

2.8 TEKSTURALNE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADE................... 48

2.9 TEST SIVLJENJA ĈOKOLADE..................................................... 48

2.10 SENZORNA ANALIZA ĈOKOLADE........................................... 49

2.11 STATISTIĈKA OBRADA PODATAKA........................................ 50

IV REZULTATI I DISKUSIJA...................................................................... 51

1. MLEĈNA ĈOKOLADA SA 20% MLEKA U PRAHU PROIZVEDENA

PO KLASIĈNOM POSTUPKU (SM).........................................................

51

1.1 HEMIJSKI SASTAV ĈOKOLADNE MASE................................... 51

1.2 TERMOREOGRAFSKE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADNE

MASE.............................................................................................

52

1.3 SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDA U ĈOKOLADI.............. 53

1.4 REOLOŠKE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADNE MASE.............. 53

1.5 TOPLOTNE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADE............................. 58

1.6 TEKSTURALNE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADE..................... 59

1.7 TEST SIVLJENJA ĈOKOLADE....................................................... 60

1.8 SENZORNA ANALIZA ĈOKOLADE............................................. 61

2. OPTIMIZACIJA USLOVA PROIZVODNJE MLEĈNE ĈOKOLADE U

KUGLIĈNOM MLINU.........................................................................

63

2.1 OPTIMIZACIJA MASE KUGLICA.................................................. 63

2.2 OPTIMIZACIJA VREMENA MLEVENJA...................................... 65

2.3 OPTIMIZACIJA VRSTE I KOLIĈINE EMULGATORA................ 67

3. MLEĈNA ĈOKOLADA SA 20% MLEKA U PRAHU PROIZVEDENA

U KUGLIĈNOM MLINU (R1)...................................................................

70



MASE..................................................................................................

71

3.3 SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDA U ĈOKOLADI.................. 75


3.5 TOPLOTNE KARAKTERISTIKA ĈOKOLADE............................. 84




4. ĈOKOLADA SA 15% SOJINOG MLEKA U PRAHU PROIZVEDENA

U KUGLIĈNOM MLINU (R2)................................................................

94



MASE.................................................................................................

95







5. ĈOKOLADA SA 20% SOJINOG MLEKA U PRAHU PROIZVEDENA

U KUGLIĈNOM MLINU (R3)....................................................................

120



MASE..................................................................................................

121







6. UPREDNI PREGLED ĈOKOLADNIH MASA SM I R1............................ 146

6.1 HEMIJSKI SASTAV ĈOKOLADNIH MASA.................................. 146

6.2 TERMOREOGRAFSKE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADNIH

MASA..................................................................................................

146

6.3 SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDA ............................................ 147

6.4 REOLOŠKE KARAKTERISTIKE ĈOKOLADNIH MASA............. 147





7. UPREDNI PREGLED ĈOKOLADNIH MASA R1 I R3......................... 148

7.1 HEMIJSKI SASTAV ĈOKOLADNIH MASA.................................. 148


MASA..................................................................................................

149

7.3 SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDA ........................................... 149






8. UPREDNI PREGLED ĈOKOLADNIH MASA R2 I R3......................... 153

8.1 HEMIJSKI SASTAV ĈOKOLADNIH MASA................................... 153


MASA..................................................................................................

154

8.3 SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDA............................................. 154






V ZAKLJUĈAK..................................................................................................... 157

VI PRILOG............................................................................................................ 160

VII LISTA SKRAĆENICA....................................................................................... 176

VIII LITERATURA.................................................................................................... 180

Uvod Danica Zarić, doktorska disertacija

[1]

I UVOD

Tradicionalni postupak proizvodnje ĉokolade je sloţen tehnološki postupak koji se sastoji

od većeg broja operacija: mešanja sirovina, mlevenja na petovaljcima, konĉiranja, temperiranja,

oblikovanja i završne kristalizacije. Svi ovi procesi su neophodni za dobijanje ĉokolade

optimalnih fiziĉkih karakteristika kao i odgovarajućeg senzornog kvaliteta. U melanţerima ili

mešalicama se vrši sastavljanje ĉokoladne mase prema sirovinskom sastavu. Dobijena masa,

nakon mešanja odlazi na sitnjenje, u cilju postizanja optimalne raspodele ĉestica po veliĉini.

Usitnjavanje se vrši na petovaljcima, a vrlo ĉesto se izvodi i predrafinacija na trovaljcima.

Usitnjena masa zatim prolazi kroz sledeću fazu tehnološkog procesa - konĉiranje, gde se

mehaniĉkim putem, odnosno dugotrajnim mešanjem pri odreĊenoj temperaturi, dobija stabilna

suspenzija ĉvrstih ĉestica u kakao maslacu. Tokom ove faze se formiraju reološke osobine

ĉokoladne mase. Za postizanje odgovarajućih reoloških osobina neophodan je dodatak

emulgatora kao površinski aktivnih supstanci. Najĉešće korišćeni emulgatori u proizvodnji

ĉokolade su lecitin i PGPR (poliglicerolpoliricinoleat). Stabilna ĉokoladna masa se pre

oblikovanja temperira u cilju stvaranja kristalizacionih centara kakao maslaca u stabilnom V-om

kristalnom obliku. Ovako formirani kristali kakao maslaca omogućavaju pravilno oblikovanje i

oĉvršćavanje ĉokolade, odnosno postizanje optimalnih fiziĉkih i senzornih karakteristika.

Proces proizvodnje ĉokolade je detaljno prouĉen i sa malim odstupanjima u konstrukciji

ureĊaja, poznat već oko 150 godina. Poslednje znaĉajne promene u procesu proizvodnje uveo je

Lindt 1879g. konstrukcijom konĉe, ĉime je zapoĉela nova faza u proizvodnji ĉokolade –

konĉiranje. Dobro poznat koncept proizvodnje od tada nije menjan, ali današnja ekonomska

situacija dovodi do preispitivanja istog, odnosno do potrebe da se izvrši racionalizacija

proizvodnje. Svi ureĊaji u procesu proizvodnje su veliki potrošaĉi energije, zauzimaju veliki

prostor, vrlo su skupi, a sam proces traje od 8-48h.

90-tih godina prošlog veka poĉela je primena kugliĉnog mlina za proizvodnju ĉokolade.

Kugliĉni mlin je najpre konstruisan za potrebe industrije cementa i mermera, a mnogo godina

kasnije poĉeo je da se primenjuju i u prehrambenoj industriji. U konditorskoj industriji je našao


[2]

širu primenu u sitnjenju kakao mase, proizvodnji krem proizvoda i proizvoda sliĉnih ĉokoladi.

Sojino mleko, odnosno sojini proteini pomaţu u smanjenju holesterola u krvi, ublaţavaju

simptome menopauze, umanjuju rizik oboljenja od raznih bolesti kao što su karcinom,

osteoporoza, a ĉak se ukazuje na mogućnost poboljšanja stanja bolesnika obolelih od

Alcheimerove bolesti i AIDS-a. ProizvoĊaĉi hrane poslednjih nekoliko godina ozbiljno

razmatraju sojin potencijal u podruĉju funkcionalne hrane, jer njeni sastojci prevazilaze osnovne

nutritivne potrebe i pruţaju zaštitu od bolesti i poboljšavaju ukupno zdavlje.

Ĉokolada je sloţena suspenzija u kojoj su ĉvrste ĉestice obavijene kakao maslacem i

uzajamno povezane tako da formiraju prostornu rešetku koja masu drţi na okupu. Teĉni deo

masti koji se nalazi unutar prostorne rešetke koju grade kristali, vezuje se sa ĉvrstom frakcijom

masti i time definiše reološko ponašanje sistema. Koliĉina i vrsta kristala pretkristalisane

ĉokoladne mase, sadrţaj ĉvrstih triglicerida smeše kakao maslaca i svih prisutnih masnoća

(mleĉne masti, lešnikovog i sojinog ulja) utiĉu na svojstva proticanja ĉokoladne mase. Viskozne

osobine ĉokoladne mase u fazi oblikovanja zavise u velikoj meri i od kristalizacionih procesa u

fazi pretkristalizacije.

Postupak proizvodnje ĉokolade, a naroĉito promene u sirovinskom sastavu imaju

znaĉajan uticaj na reološko ponašanje i sivljenje ĉokolade.

Sivljenje ĉokolade je proces polimorfnih transformacija kakao maslaca u VI polimorfni

oblik. Nastaje tokom starenja ĉokolade ili nepravilnim voĊenjem postupka pretkristalizacije.

Greške u tehnološkom procesu proizvodnje, pri kojima kakao maslac kristališe u manje

stabilnom obliku, odraţavaju se, u fazi završne kristalizacije – oĉvršćavanja, takoĊe na pojavu

sivljenja. Sivljenje se uoĉava kao sivo bela skrama na površini ĉokolade, koja se vrlo brzo širi na

ĉitavu masu.

Iz svega navedenog može se postaviti teza da se na bazi izučavanja termoreografskih i

reoloških karakteristika čokoladne mase sa sojinim mlekom može predvideti njeno ponašanje

u toku kristalizacije i proizvodnje po novom postupku, odnosno u kugličnom mlinu, i da se

analizom ovih pokazatelja kao i vremenskih parametara pretkristalizacije može objasniti uticaj

sastava čokolade i vremena mlevenja na kristalizaciju čokoladne suspenzije kao i na fizičke i

senzorne osobine ovako proizvedene čokolade.

Primena statistiĉkih metoda odnosno metodologije odzivnih površina u toku planiranja i

obrade rezultata omogućava matematiĉko definisanje uticaja pojedinih faktora na proces

pretkristalizacije i reološke osobine ĉokoladne mase kao i na fiziĉke karakteristike ĉokolade.


[3]

U cilju provere iznetih teza definisan je zadatak ovog rada:

da se utvrde optimalni uslovi mlevenja mleĉne ĉokoladne mase po novom postupku

proizvodnje odnosno u laboratorijskom kugliĉnom mlinu, u cilju dobijanja ĉokolade

optimalnih senzornih i fiziĉkih osobina

da se izvrši optimizacija vrste i koliĉine emulgatora neophodnih za postizanje

odgovarajućih reoloških i fiziĉkih karakteristika ĉokoladne mase proizvedene po novom

postupku

da se ispita mogućnost proizvodnje ĉokoladne mase sa sojinim mlekom kroz optimizaciju

parametara proizvodnje u laboratorijskom kugliĉnom mlinu kao i temperature

pretkristalizacije

da se ispita uticaj sojinog mleka na reološke osobine, sadrţaj ĉvrstih triglicerida i toplotne

karakteristike ĉokolade, ĉime bi se doprinelo jasnijem i objektivnijem sagledavanju

fiziĉkih osobina i osobina topljenja ovako sloţenog sistema

da se ispita uticaj sojinog mleka na senzorne osobine i otpornost ĉokolade prema

sivljenju

Pregled literature Danica Zarić, doktorska disertacija

[4]

II PREGLED LITERATURE

1. PROIZVODNJA ĈOKOLADE U KUGLIĈNOM MLINU

Prozvodnja ĉokolade u kugliĉnom mlinu se poĉela prouĉavati tek 90-tih godina prošlog

veka. U literaturi postoji vrlo mali broj radova koji govori o primeni kugliĉnog mlina za

proizvodnju ĉokolade (1,2). Kugliĉni mlin je najpre konstruisan za potrebe industrije cementa i

mermera, a mnogo godina kasnije poĉeo je da se primenjuju u prehrambenoj industriji. U

konditorskoj industriji je našao širu primenu u sitnjenju kakao mase, proizvodnji krem proizvoda

i proizvoda sliĉnih ĉokoladi.

Kugliĉni mlin je vertikalni ili horizontalni cilindar sa dvostrukim zidom kroz koji struji

topla voda (3,4). U centralnom delu cilindra smešten je mešaĉ sa lopaticama. Kuglicama,

odnosno medijumom za mlevenje, ispunjeno je 60-80% cilindra. Kuglice mogu biti izraĊene od

razliĉitog materijala: nerĊajućeg ĉelika, ĉelika, keramike ili nekog drugog materijala koji se

primenjuje u prehrambenoj industriji.

Slika 1. Šematski prikaz kugliĉnog mlina

U toku procesa mlevenja, kuglice i sve sirovine koje ulaze u sastav ĉokoladne mase se

nalaze u stacionarnom cilindru. Mešaĉ sa lopaticama se kreće brzinom od 50-70 rpm što izaziva


[5]

sudaranje ĉestica ĉokoladne mase i kuglica tako da usled dejstva sila udaranja, trenja i smicanja,

dolazi do usitnjavanja ĉvrstih ĉestica ĉokoladne mase. Mlin mora biti snabdeven i sistemom za

recirkulaciju mase. Ĉokoladna masa recirkulacijom prolazi nekoliko puta kroz gust sloj

pokretnih kuglica, pri ĉemu se ĉestice iznova sitne i podvrgavaju dejstvu sile smicanja i trenja.

Brzina recirkulacije mase je 3-6 kg/min.

Kugliĉni mlin zamenjuje dve faze u standardnom procesu proizvodnje ĉokoladne mase:

usitnjavanje i konĉiranje.

Kvalitet dobijene ĉokolade zavisi od:

veliĉine preĉnika kuglice

mase kuglica

zapremine mlevnog prostora

brzine recirkulacije mase

brzine kretanja mešaĉa

koliĉine i vrste upotrebljenih emulgatora

Kugliĉni mlinovi za proizvodnju ĉokolade se svakodnevno usavršavaju, kako bi se dobila

ĉokolada dobrih reoloških i senzornih karakteristika. Ĉesto se za dobijanje što bolje raspodele

ĉestica po veliĉini koriste dva ili tri kugliĉna mlina koja su vezana redno, pri ĉemu se u svakom

sledećem kugliĉnom mlinu preĉnik kuglica smanjuje. Sliĉan efekat se postiţe korišćenjem

jednog mlina sa tri odvojene zone u kojima se nalaze kuglice razliĉitih preĉnika.

Poznati proizvoĊaĉi kugliĉnih mlinova su Lehman, Mazzeti Renato, Duyvis Wiener i

drugi. Kompanija Mazzeti je 1977g. patentirala ureĊaje za proizvodnju ĉokolade u kugliĉnom

mlinu pod nazivom WA-FA SPHERE (5). UreĊaj se sastoji od kugliĉnog mlina i specijalnog

rezervoara za skladištenje dobijene ĉokoladne mase koji je prikazan na Slici 2a. Rezervoar je

opremljen dodatkom za isparavanje vlage i nepoţeljnih kiselina (tankoslojni isparivaĉ) ĉime se

ĉokoladnoj masi koriguje viskozitet i ukus.

Firma Duyvis Wiener je za uklanjane nepoţeljne vlage i isparljivih kiselina konstruisala

"Taste Changer" (Slika 2b), koji se montira na poslednji kugliĉni mlin. Ĉokoladnoj masi se

dodaje zagrejan suv vazduh pod pritiskom uz regulaciju brzine strujanja. U cevi preĉnika 200-

300 mm, ĉokoladna masa se meša, gnjeĉi i izlaţe kratkotrajnom kontaktu sa zagrejanim

vazduhom (6,7). Tokom ove tehnološke operacije dolazi do istovremene promene ukusa

ĉokoladne mase kao i smanjenja prinosnog napona i viskoziteta. Suv vazduh sa sobom odnosi

vlagu i isparljive kiseline, dok toplota vazduha povećava zapreminu kakao maslaca koji dodatno

obavija ĉvrste ĉestice i utiĉe na reološke osobine.


[6]

a) Mazzeto Renato

b) Duyvis Wiener

Slika 2. Konstrukciona rešenja dodataka na kugliĉnom mlinu za regulisanje vlage,

viskoziteta i ukusa

Prednosti proizvodnje ĉokolade u kugliĉnom mlinu u odnosu na konvecionalni naĉin

proizvodnje su:

veliki kapacitet

smanjeni troškovi odrţavanja

smanjeni inicijalni troškovi

smanjeni troškovi radne snage

smanjeni troškovi proizvodnje

mali prostor


[7]

2. KAKAO MASLAC

2.1 Osobine kakao maslaca

Kakao maslac je izuzetno krta, biljna mast, ţućkaste boje, karakteristiĉnog aromatiĉnog

mirisa i ukusa, specifiĉnih senzornih i hemijsko-fiziĉkih osobina. Temperatura topljenja kakao

maslaca je niţa od telesne temperature ĉoveka pa zato prilikom otapanja u ustima daje osećaj

blagog hlaĊenja. Kakao maslac je na temperaturi niţoj od 20°C tvrde konzistencije, omekšava na

30-32°C, dok se potpuno otapa na 33-36°C. Latentna toplota kristalizacije ove masti je 157 J/g a

specifiĉni toplotni kapacitet 2 J/gK (8).

Sastav kakao maslaca ĉine (9): 80% simetriĉni trigliceridi, 0.5% digliceridi, 0.1%

monogliceridi, polarni lipidi, 0.2% steroli i ostale isparljive komponente. Najzastupljenija masna

kiselina u sastavu triglicerida kakao maslaca je oleinska (35%) zatim stearinska (34%) i

palmitinska (26%). Sastav masnih kiselina kakao maslaca varira u zavisnosti od njegovog

geografskog porekla. U literaturi se nalaze razliĉiti podaci o sastavu masnih kiselina kakao

maslaca, što je prikazano u Tabeli 1.

Tabela 1. Sastav masnih kiselina kakao maslaca

Masna kiselina % * % ** %***

Miristinska Tragovi - -

Palmitinska 26 26 25.4

Stearinska 32 36 33.2

Arahidonska 2 - -

Palmitooleinska 1 - 0.2

Oleinska 34 33 32.6

Linolna 4 3 2.8

Druge 1 - -

*CTU (1979): Les Succedanes du Beurre de Cacao Dans les Insuries Alimentares, Nº 19, Paris

** Karlhamns AB., (2002): Handbook, vegetable oils and fats, Civilen AB, Halmstad

*** USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 22 (2009)

Kombinacijom ovih masnih kiselina nastaju tri dominantna simetriĉna triglicerida:

2 oleodistearin (SOS)

2 oleopalmitostearin (POS)

2 oleodipalmitat (POP)


[8]

koji su veoma sliĉni i predstavljaju grupu simetriĉnih triglicerida. Oni su odgovorni za specifiĉna

svojstva kakao maslaca odnosno polimorfizam monotropnog tipa.

Sastav triglicerida varira u zavisnosti od geografskog porekla kakao maslaca. Proseĉan

sastav triglicerida se nalazi u Tabeli 2.

Tabela 2. Sastav triglicerida kakao maslaca (10):

Trigliceridi %

PPS/PSS 1

POP 16

POS 39

SOS 26

POO 4

SOO 4

Drugi 10

Kakao maslac je izrazito polimorfna monotropna mast. Polimorfi se obeleţavaju rimskim

brojevima od I (najnestabilniji) do VI (najstabilnijeg) oblika (11,12), mada je još zadrţana i stara

nomenklatura (γ, α, β, β') koju nalazimo u radovima Finckea, Vaecka-a i Steinera.

Polimorfizam je pojava da mast kristališe u više kristalnih oblika od kojih je samo jedan

stabilan (visoka taĉka topljenja) a ostali brţe ili sporije prelaze u ovaj oblik (13,14). Prelazi

izmeĊu kristalnih oblika u datom temperaturnom intervalu su ireverzibilni. Svi polimorfni oblici

se mogu formirati iz teĉne faze osim V i VI oblika koji nastaju polimorfnim transformacijama u

ĉvrstoj fazi iz IV odnosno V-tog polimorfnog oblika (Slika 3).

Slika 3. Kriva hlaĊenja odnosno oĉvršćavanja kakao maslaca


[9]

Transformacija polimorfnih kristalnih oblika u stabilan V oblik je egzoterman proces pri ĉemu se

oslobaĊa latentna toplota koju treba odvoditi. Veoma je vaţno odvoĊenje toplote pri formiranju

stabilnog V oblika, jer je to uslov za postizanje trajne stabilnosti V-tog oblika kristala kakao

maslaca. Kriva hlaĊenja ili oĉvršćavanja kakao maslaca prikazana je na Slici 3. Ona daje uvid u

tok oĉvršćavanja, odnosno osobine kristalizacije kakao maslaca.

Razlike meĊu polimorfima su rezultat naĉina orjentacije (pakovanja) triglicerida u

molekulskoj rešetki svakog kristalnog oblika. Osnov kristalne strukture masti ĉine dva udruţena

molekula triglicerida tzv. dimer (15,16,17). Rendgeno-strukturna analiza je pokazala da dimeri

formiraju dvostruke odnosno trostruke periode koje se dalje udruţuju gradeći slojevitu strukturu

(18). Kod manje stabilnih polimorfnih oblika, dimeri zauzimaju vertikalan poloţaj (Slika 4), a

kod stabilnih polimorfnih oblika dimeri se postavljaju pod uglom od 60° u odnosu na

horizontalnu ravan.

Svi polimorfi kakao maslaca imaju svojstven oblik, veliĉinu i zapreminu. Kristalni oblici

se razlikuju po fiziĉkim osobinama i temperaturi topljenja. Kakao maslac kod oĉvršćavanja

pokazuje kontrakciju zapremine, koja se povećava sa povećanjem stepena stabilnosti kristalnih

oblika (19). Za dobijanje ĉokolade optimalnih osobina odgovoran je V-ti polimorfni oblik kakao

maslaca, koji ima odgovarajuće termiĉke osobine (topljenje i oĉvršćavanje), stabilnost, veliĉinu

kristala i dr.

I II IV V

Slika 4. Naĉin pakovanja dimera triglicerida pri formiranju molekulske rešetke pojedinih

kristalnih oblika

Kinetika kristalizacije kakao maslaca se prati odreĊivanjem udela teĉne faze u funkciji

vremena hlaĊenja (17,18,20,21,22,23). Prelaz kakao maslaca iz teĉnog u kristalno stanje se

odvija u 4 faze:

Indukcioni period: molekuli triglicerida se orjentišu ka stvaranju elementarne

kristalne rešetke

Formiranje kristalizacionih centara: pomoću odreĊene energije aktivacije nastaju

centri kristalizacije koji su submikroskopske strukture


[10]

Rast kristala: molekuli triglicerida se ugraĊuju na površinu postojećih kristalizacionih

centara odnosno kristala, na kraju ove faze iskristališe 50-70% triglicerida

Oĉvršćavanje mase: formiraju se sekundarne veze izmeĊu triglicerida sa površine

kristala, pri ĉemu nastaju kristalni agregati makroskopskih veliĉina

2.2 Pretkristalizacija kakao maslaca

Pretkristalizacija ili temperiranje kakao maslaca je sloţen fiziĉko-kristalografski proces.

Cilj pretkristalizacije je stvaranje optimalne koliĉine i veliĉine kristalizacionih centara u

stabilnom V-tom kristalnom obliku, koji će u fazi oblikovanja i hlaĊenja omogućiti pravilno

oĉvršćavanje ĉokolade (24,25).

Pravilan postupak pretkristalizacije obuhvata topljenje ĉokoladne mase na 50oC u cilju

otapanja svih kristalizacionih centara i razrušavanje kristalizacione memorije. Ĉokoladna masa

se zatim hladi na 32-33oC zbog formiranja što veće koliĉine kristala sa visokom taĉkom

topljenja. U ovoj fazi se ne formiraju kristalizacioni centri. U sledećoj fazi, ĉokoladna masa se

hladi do temperature 27-29oC gde se javlja slobodna molekulska energija koja uslovljava

formiranje kristalizacionih centara stabilnog V-tog polimorfnog oblika uz istovremeno nastajanje

i nestabilnih I, II, III i IV-tog kristalnog oblika. U poslednjoj fazi se ĉokoladna masa zagreva na

30-32°C pri ĉemu se odvijaju polimorfne transformacije nestabilnih kristalnih oblika u V-ti

stabilni kristalni oblik.

Na pretkristalizaciju utiĉu vreme hlaĊenja, intenzitet mešanja i dodatak "seed kristala"

kao što su: sprašeni kakao maslac, aditivi na bazi triglicerida sa visokom taĉkom topljenja i dr.

(8). Rezultat dobro voĊenog postupka pretkristalizacije je fina struktura ĉokolade, dok nepravilan

postupak vodi formiranju male koliĉine kristalizacionih centara koji dalje rastu dajući grubu

teksturu ĉokolade.

U industrijskim uslovima se primenjuju sledeći postupci pretkristalizacije (26):

Trostepeni konvencionalni postupak (50°C; 27-29°C; 31-32°C)

Ĉetvorostepeni ciklo-termiĉki postupak (50°C; 25°C; 33°C; 29°C; 33°C)

Intervalni Kreuter-ov postupak (50°C; 34°C; 29°C; 33°C)


[11]

2.3 Sivljenje ĉokolade

Sivljenje ĉokolade je spontani proces koji se javlja u toku starenja ĉokolade, tehnološke

greške u procesu proizvodnje ili neuslovnog ĉuvanja proizvoda (24). Ogleda se u pojavi sivo-

belih mrlja na površini ĉokolade i nestanku sjaja (25). Nastaje kao posledica u promeni kristalne

strukture masti u proizvodu i najpre se javlja na površini a zatim prodire u ĉitavu masu

proizvoda, dok ne dovede do njegove neupotrebljivosti (26). Sjajna površina ĉokolade najpre

postaje mutna, a onda se postepeno prevlaĉi tankim slojem kristalića kakao maslaca. Vremenom,

osim vizuelne promene javlja se i promena u strukturi ĉokolade. Stabilna modifikacija kristala

zauzima manji prostor nego nestabilna, pa usled toga u ĉokoladi nastaju praznine, meĊuprostori,

meĊuslojevi a sama ĉokolada postaje prhka što uslovljava njeno mrvljenje.

Timms (2003) definiše sivljenje kao razvoj nove faze u masnoj fazi ĉokolade, koja

postaje vidljiva na površini u vidu sive skrame (14). Smatra se, da se ova nova faza razvija usled

polimorfnih transformacija IV-tog kristalnog oblika u V-ti odnosno stabilni VI-ti oblik.

Manning i Dimick (1985) su pomoću elektronskog skenirajućeg mikroskopa utvrdili da

su u sivom sloju na površini ĉokolade nalaze ĉisti kristali kakao maslaca, a pomoću difrakcije X-

zraka da se radi o VI polimorfnom obliku (27). VI- kristalni oblik nastaje prekristalizacijom V-

tog kristalnog oblika u već oĉvrsloj ĉokoladi. Proces teĉe tako što teĉni deo masne faze

kapilarnim silama migrira kroz mikro pukotine na površinu ĉokolade, a ako u tom periodu doĊe i

do znaĉajnih temperaturnih promena sam proces se ubrzava. Za proces sivljenja morfologija

kristala je vaţna isto kao i njihova veliĉina (28).

Slika 5. Elektronski prikaz ĉokolade bez i sa procesom sivljenja

Ziegleder (1994) smatra da je sivljenje posledica porasta kristala kakao maslaca koje

nastaje istovremenim delovanjem više hemijsko-fiziĉkih faktora (29,30,31):


[12]

Prodiranje velikih kristala na površinu ĉokolade (Ostwaldov fenomen)

Spontana, naknadna kristalizacija kakao maslaca u stabilni VI- polimorfni oblik

Nekontrolisane polimorfne transformacije

Razdvajanje triglicerida po taĉki topljenja pri ĉemu se u sivom sloju nalaze

trigliceridi sa visokom taĉkom topljenja i to u najvećoj koliĉini

Migracija i mešanje drugih vrsta masti sa kakao maslacem

Postoje dva mehanizma sivljenja u zavisnosti od temperature (32,33):

Na višim temperaturama (iznad 25°C) gde je koliĉina teĉne faze visoka, formiranje

VI-tog polimorfnog oblika moţe biti inicirano ili sekundarnom nukleacijom u teĉnoj

fazi, pri kojoj se molekuli triglicerida odvajaju od V-tog oblika, ili heterogenom

nukleacijom na površini V-tog kristalnog oblika i kristala šećera. Više temperature

pospešuju sivljenje zbog većeg udela teĉne faze a samim tim i brţih polimorfnih

transformacija.

Na niţim temperaturama (ispod 22oC) udeo ĉvrste masti je visok tako da dominira

nukleacija i rast VI-tog kristalnog oblika u unutrašnjosti V-tog oblika. Formiranje

dugih igliĉastih kristala je ograniĉeno tako da sivljenje ne mora biti vidljivo i pored

polimorfnih transformacija u VI-ti kristalni oblik.

U literaturi se moţe naći veliki broj radova koji se bave naĉinima za usporavanje procesa

sivljenja, a to su (34,35,36,37,38,39,40,41,42):

Naknadno temperiranje gotovog proizvoda koje obuhvata zagrevanje proizvoda na

temperaturu 28-31oC i zatim naglo hlaĊenje do temperature ĉuvanja. Na ovaj naĉin se

pospešuje migracija od centra ka površini ĉokolade pri ĉemu površina postaje

zasićena teĉnim trigliceridima

Temperatura ĉuvanja gotovog proizvoda treba da bude niţa od 15oC uz izbegavanje

naglih temperaturnih oscilacija kako bi se usporile polimorfne transformacije

Smanjivanje migracije masti

Upotreba inhibitora sivljenja (mleĉna mast, frakcije mleĉne masti, asimetriĉni

trigliceridi, stearin iz palminog ulja, poliestri saharoze, sorbitan tristearati,

ekvivalenata kakao maslaca) ili kristala za zasejavanje (sprašeni kakao maslac, SOS,

BOB i SSS)


[13]

3. MLEĈNA MAST

Mleko je namirnica, odnosno emulzija, koja sadrţi 88% vode i 12% suve materije. Suva

materija mleka sadrţi u povoljnom odnosu sve potrebne sastojke: proteine, lipide, ugljene

hidrate, kao i zaštitne sastojke: vitamine, minerale, enzime, biljne pigmente, lipoproteine i

površinski aktivne fosfolipide. Prehrambena vrednost mleka se ogleda i u maksimalnom

iskorišćenju navedenih materija. Proteine, ljudski organizam iskorištava 95%, a mleĉnu mast ĉak

98%.

Suva materija mleka sadrţi negde oko 30% lipida, odnosno 54% energetske vrednosti

mleka. Najveći deo lipida mleka ĉini mleĉna mast (98-99%), zatim fosfolipidi, steroli,

liposolubilni pigmenti i vitamini.

Mleĉna mast se u mleku nalazi emulgovana u vodenoj fazi (emulzija tipa U/V) u obliku

globula oko kojih se nalazi zaštitni membranski sloj sastavljen od fosfolipida i proteina. Ova

mast ima veoma sloţen sastav masnih kiselina a samim tim i triglicerida. Od esencijalnih masnih

kiselina sadrţi: linolnu, arahidonsku i linolensku u koliĉini 2-4% ĉime se mogu zadovoljiti

dnevne potrebe ljudi. Ukus i miris mleĉne masti zavisi od prisustva i koliĉine buterne i

kapronske masne kiseline. Najzastupljenije masne kiseline mleĉne masti se nalaze u Tabeli 3.

Tabela 3. Sadrţaj najzastupljenijih masnih kiselina u mleĉnoj masti

Masna kiselina Broj C atoma Sadrţaj (%)* Sadrţaj (%)**

Buterna 4 2.5-6.2 3.5

Kapronska 6 1.5-3.8 2

Kaprilna 8 0.5-1.9 1

Kaprinska 10 1.9-4.0 2.5

Laurinska 12 1.9-4.7 3

Miristinska 14 7.8-14.0 11

Miristoleinska 14:01 0.3-2.6 1

Penta dekanska 15 0.4-2.3 2

Palmitinska 16 22.0-41.9 27

Palmitoleinska 16:01 0.9-4.6 2

Margarinska 17 0.4-1.6 0.5

Stearinska 18 6.2-13.6 12

Oleinska 18:01 19.7-34.0 29

Linolna 18:02 0.8-5.2 3

Linolenska 18:03 0.3-2.9 0.5

* Caric M., Milanovic S. (1997): Nutritivna vrednost mleka i sira u: Topljeni sir (Caric

M., Milanovic S.), Beograd.

** Karlhamns AB., (2002): Handbook, vegetable oils and fats, Civilen AB, Halmstad


[14]

Sloţen sastav masnih kiselina uslovljava specifiĉna fiziĉka i kristalizaciona svojstva

mleĉne masti. Mleĉna mast je polimorfna mast i topi se u veoma širokom temperaturnom

intervalu (43,38). Prvo topljenje masti zapoĉinje već na - 40°C, da bi se na oko 0°C intenziviralo.

Znaĉajnije topljenje se dešava izmeĊu 0°C i 20°C, dok se maksimalno topljenje odvija izmeĊu

20-37°C (44).

Osnovno svojstvo kristala mleĉne masti je monotropni polimorfizam (38). Postoje tri

polimorfna oblika: α, β, β', od kojih je β najstabilniji kristalni oblik. Polimorfne transformacije

izmeĊu kristalnih oblika su prikazane na Slici 6. (45).

Slika 6. Polimorfne transformacije izmeĊu α, β′ i β kristalnih oblika mleĉne masti

Kristalizacija mleĉne masti je egzotermna reakcija. Elektronskom mikroskopijom mleĉne

masti, uoĉeno je da mast kristališe u jednomolekularnim sferama. Trigliceridi sa najvišom

taĉkom topljenja formiraju spoljnu sferu. Kristalisana mast ima manju specifiĉnu zapreminu

nego teĉna, pa pritisak unutar kapljice raste, ĉineći ih posebno nestabilnim i osetljivim na

razbijanje za vreme kristalizacije. Naglim hlaĊenjem mleĉne masti formiraju se nestabilni α

kristalni oblici koji se zadrţavaju i nakon duţeg vremena ĉuvanja. Ovako hlaĊena mast sadrţi

veće koliĉine teĉne masti na datoj temperaturi od masti koja je postepeno i polako hlaĊena.

4. SOJINO MLEKO

4.1 Sastav sojinog zrna

Sojino zrno sadrţi oko 30-40% proteina, 12-24% sojinog ulja, 34% ugljenih hidrata i 3-

5% mineralnih materija. Većina sojinih proteina je termostabilna, što omogućava proizvodnju

namirnica koje zahtevaju termiĉku obradu, kao što su tofu, sojino mleko i teksturirani proteini.


[15]

Hemijski sastav sojinog zrna varira u zavisnosti od sorte i uslova rasta. Selekcionisanjem je

moguće dobiti sorte soje sa izmenjenim sastavom, pri ĉemu povećanje sadrţaja proteina

uslovljava smanjenje sadrţaja masti (46).

Tabela 4. Proseĉan sastav sojinog zrna (47)

Sastojak % *

Voda 8.5 – 10.0

Proteini 36.8 – 41.8

Mast 18.6 – 21.7

Ugljeni hidrati 8.9 – 13.3

Vlakna 13.7 – 16.5

Mineralne materije 4.7

*raĉunato na suvu materiju

Soja poseduje veliki broj specifiĉnih fizioloških aktivnih jedinjenja kao što su inhibitori

proteaza, lektini, fitinska kiselina, saponini, izoflavoni, fitosteroli i dr., koji su bez znaĉaja u

ishrani sa energetskog gledišta, ali imaju veliki znaĉaj u prevenciji i leĉenju bolesti srca, krvnih

sudova i kancera (47).

4.1.1 Proteini

Proteini soje se svrstavaju u grupu globulina - lako svarljivih proteina. Specifiĉni protein

soje je glicinin, jedini biljni protein koji sadrţi sve esencijalne aminokiseline. Glicinin je po

sastavu vrlo sliĉan kazeinu kravljeg mleka.

Sojini proteini se sastoje od albumina (10%) i globulina (90%). Globulini se mogu

podeliti u ĉetiri glavne frakcije prema koeficijentu sedimentacije na: 2S (15%), 7S (34%), 11S

(41.9%) i 15S (9.1%) (49).

Frakcija 2S preovladava u ranom stadijumu razvoja semena. Sastoji se od peptida niske

molekulske mase i obuhvata sojine tripsin inhibitore: Bowman-Birkov i Kunitzov, citohrom c i

još dva 2S globulina. Oba tripsin inhibitora imaju multiple forme, pa se u jednom kultivaru mogu

naći najviše dve izoforme Kunitzovog i 5-12 izoformi Bowman-Birkovog inhibitora.

Tripsin inhibitori su stabilni sa povišenjem temperature, jer dolazi do umreţavanja preko

disulfidnih mostova, kao i do formiranja velikog broja veza Van der Walls-ovog tipa. Kunitzov

inhibitor sastavljen je od 181 aminokiseline. Sadrţi dva disulfidna mosta, od kojih je jedan

aktivan centar inhibitora. Poznate su tri izoforme inhibitora (51). Bowman-Birkov inhibitor


[16]

sadrţi 70-80 aminokiselinskih ostataka sa sedam disulfidnih veza, koji utiĉu na umreţenost (52).

Inhibitor ima dva aktivna centra i 20 izoformi.

Slika 7. Nomenklatura rezervnih proteina soje (50)

Frakciju 7S ĉine: β-konglicinin, γ-konglicinin, bazni 7S globulin, sojin aglutinin (lektin)

i manje zastupljeni enzim lipoksigenaza i β-amilaza.

Glikoprotein je β-konglicinin i sklon je asocijaciono-disocijacionim procesima u

zavisnosti od jonske jaĉine rastvora. Pri niskim jonskim jaĉinama (I= 0.1 mol/dm3) asosuje u 9S-

12S formu (53). Javlja se u 7 polimorfnih oblika, koji se mogu videti u Tabeli 5. Polimorfni

oblici su trimeri sastavljeni od kombinacija podjedinica: α, α' i β. Izoelektriĉna taĉka nativnog β-

konglicinina je 4.9.

Tabela 5. Polimorfni oblici β-konglicinina

Polimorfni oblici B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6

Podjedinice βββ βα'β βαβ α'βα αβα αα'α ααα

γ-konglicinin je takoĊe trimer, ali sastavljen od samo jedne podjedinice. Izoelektriĉna

taĉka ovog proteina je pH5.8. Bazni 7S globulin sastoji se od dva polipeptida H i L koji su

povezani disulfidnim vezama. Izoelektriĉna taĉka baznog 7S globulina je visoka pH 9.2.

Sojin lektin ili sojin aglutinin je glikoproteid koji specifiĉno prepoznaje i reversno vezuje

ugljene hidrate ne menjajući pri tome njihovu kovalentnu strukturu (54).


[17]

U 7S frakciji prisutni su i enzimi: lipoksigenaza i β-amilaza. Lipoksigenaza oksiduje

polinezasićene masne kiseline uz izdvajanje aldehidne i ketonske komponente, koje prouzrokuju

nepoţeljan miris, ukus i aromu sojinog brašna. β-amilaza pokazuje visoku aktivnost na

razgranatim lancima ugljenih hidrata.

Frakciju 11S ĉini glicinin, koga još zovu i 11S globulin ili legumin. Sastoji se od jednog

baznog i jednog kiselog polipeptida koji su povezani jednom disulfidnom vezom. Izolovani su

sedam kiselih (A1a, A1b, A2, A3, A4, A5, A6) i pet baznih polipeptida (B1a, B1b, B2, B3, B4) koji su

svrstani u pet podjedinica (55). Podjedinice su svrstane u dve grupe, što prikazuje Tabela 6.

Tabela 6. Struktura podjedinica glicinina

Grupa Podjedinice Struktura podjedinica

I

G1 A1aB2

G2 A1bB1b

G3 A2B1b

II G4 A5A4B3

G5 A3B4

Podjedinice u molekulu glicinina su postavljene tako da po tri podjedinice ĉine jedan

heksagonalni monomer. Dva monomera se elektrostatiĉkim, hidrofobnim i vodoniĉnim vezama

drţe ĉvrsto jedan iznad drugog gradeći šuplji cilindar (Slika 8). U šupljini cilindra se nalazi kiseli

polipeptid A6. Hidrofobnije bazne podjedinice nalaze se u unutrašnjosti, dok su kisele

podjedinice okrenute ka spoljašnjosti molekula (53). Na sobnoj temperaturi i pH 7.6, glicinin

formira heksagonalne komlekse sa molekulskom masom od 360 kDa, dok je pri pH 5.8 prisutan

kao trimer 7S sa molekulskom masom 180 kDa. Sniţavanje jonske jaĉine dovodi do disocijacije.

11S protein je sklon asocijaciji na 0.1 jonskoj jaĉini. Izoelektriĉna taĉka glicinina je 4.64.

Slika 8. Modeli glicinina (56)

Frakcija 15S je nepostojana i neki nauĉnici su mišljenja da se ova frakcija sastoji od

polimera ostalih proteinskih frakcija. Najzastupljenije komponente svih proteina soje su glicinin i


[18]

β-konglicinin i upravo je odnos 11S/7S proteina u sojinom zrnu odgovoran za funkcionalne

osobine svih proteinskih proizvoda soje.

Hranljiva vrednost proteina soje odreĊena je aminokiselinskim sastavom, svarljivošću

kao i prisustvom komponenti koje mogu imati antinutritivno dejstvo.

Zvaniĉan stav Organizacije za hranu i poljoprivredu, Svetske zdravstvene organizacije i

Ujedinjenih nacija (FAO/WHO/UNU) je da sojini proteini zadovoljavaju dnevne potrebe za

esencijalnim aminokiselinama svih starosnih grupa osim beba i dece do 2 godine i da se

svrstavaju u grupu nutritivno visoko vrednih proteina. Aminokiselinske potrebe beba i dece do 2

godine ne zadovoljavaju ni proteini animalnog porekla (proteini jaja, mleka, mesa).

U Tabeli 7 su prikazane dnevne aminokiselinske potrebe i aminokiselinski sastav

proteina soje.

Potrebno je naglasiti da je u sojinim proteinima odnos esencijalnih aminokiselina

triptofan : lizin : metionin + cistein pribliţno isti kao kod proteina jajeta, odnosno 1: 3 : 3, što se

smatra idealnim. Iz ovog razloga se proteini soje smatraju biološki aktivnom materijom.

Tabela 7. Dnevne humane aminokiselinske potrebe* (mg/g proteina) i aminokiselinski

sastav proteina soje** ( mg/g proteina)

Esencijalna

aminokiselina

2-5

godina

10-12

godina Odrasli

Sastav proteina

soje**

His 19 19 16 25

Ile 28 28 13 45

Leu 66 44 19 78

Lys 58 44 16 64

Met+Cys 25 22 17 26

Phe+Tyr 63 22 19 80

Thr 34 28 9 39

Trp 11 9 5 13

Val 35 25 13 48

* FAO/WHO/UNU, 1985 ; ** (58)

Deficitarna aminokiselina u proteinima soje je metionin. Novija istraţivanja pokazuju da

je nutritivna vrednost proteina soje u pogledu aminokiselina sa sumporom donekle potcenjena,

jer dodatak metionina sojinom izolatu u ishrani mladih ljudi ne daje nikakav pozitivan efekat na

zdravlje. Znaĉi, da date aminokiseline ima dovoljno u proteinskom izolatu soje (57). Sojini

proteini imaju više lizina i izoleucina u odnosu na sve druge visoko proteinske biljke.


[19]

Proizvodi od soje imaju znaĉajnu ulogu i u redukciji pojave kardiovaskularnih oboljenja.

Obimna analiza (59) je pokazala da upotreba sojinih proteina u formi izolata i teksturiranih

proteina znaĉajno sniţava nivo holesterola u krvi kod dece i odraslih.

Sojini proteini pokazuju nekoliko antiaterogenih efekata. Prvo, znaĉajno smanjuju nivo

LDL ali utiĉu i na povećanje HDL, što ih ĉini jedinstvenim. TakoĊe, deluju kao antioksidansi,

štite LDL od oksidacije i imaju pozitivan efekat na funkciju krvnih sudova (60,61). Smatra se da

svaki procenat redukcije holesterola u krvi smanjuje rizik pojave srĉanog udara za 2-3%.

Terapeutsko delovanje soje je prouĉavano u sluĉajevima redukcije menopauzalnih

simptoma (62). Povećana koliĉina soje u ishrani (oko 7g dnevno) moţe da pomogne ţenama koje

pate od simptoma menopauze (63,64,62). Novija istraţivanja pokazuju da konzumiranje sojinog

mleka umesto kravljeg moţe smanjiti rizik i od raka dojke (65).

Oko 0.5% ljudi je alergiĉno na soju, jer njihov imuni sistem formira specifiĉna antitela na

nju. Smatra se da su konstituenti 2S frakcije i lektini uzroĉnici alergije (66).

Sojini proteini se sve više koriste u prehrambenim proizvodima pre svega da bi povećali

sadrţaj esencijalnih aminokiselina i poboljšali ţeljene funkcionalne osobine gotovih proizvoda

kao što su: rastvorljivost, emulgovanje, ţeliranje, adsorpcija masti, adhezivnost i dr. Oni

poseduju širok spektar funkcionalnih osobina (67). Funkcionalna, nutritivna i tehnološka

svojstva sojinih proteina zavise od sastava i strukture proteinskog komleksa, odnosno od

funkcionalnih osobina i prinosa glicinina i β-konglicinina, pa su oni poslednjih godina predmet

obimnih istraţivanja nauĉnika (68,69).

Za proizvodnju ĉokolade sa sojinim mlekom u kugliĉnom mlinu (radni uslovi:

temperatura od 50-60°C, pH neutralan i pritisak izazvan kretanjem kuglica) primarne su osobine

formiranja gela kao i emulgujuća svojstva sojinih proteina.

Mogućnost formiranja gela je obrazovanje stabilne trodimenzionalne mreţe kroz niz

specifiĉnih interakcija proteina, polipeptida ili agregata. Trajanje ovog procesa zavisi od (49):

Termiĉkog tretmana (primenjene temperature u i duţine delovanja)

Koncentracije proteina

Promene pH

Na istoj pH i jonskoj jaĉini, β-konglicinin se odlikuje manjom termostabilnošću nego

glicinin. Temperatura denaturacije β-konglicinina je oko 70°C, a glicinina oko 90°C na

neutralnoj pH. Primenjena temperatura je u strogoj korelaciji sa koncentracijom proteina (70).

Minimalna koncentracija proteina pri kojoj se moţe formirati gel je 8%. Formiranje gela se moţe

obrazovati i pri niţim koncentracijama, ali mora se upotrebiti viša temperatura ili duţe


[20]

zagrevanje. Za ţeliranje glicinina odgovorne su disulfidne veze i elektrostatiĉke interakcije.

Glicinin formira stabilan gel sa cilindriĉnom strukturom, koja se narušava dodatkom NaCl.

Nepravilan gel formira β-konglicinin i odgovorne su uglavnom vodoniĉne veze. Gel nastaje

agregacijom molekula i ima strukturu duple spirale sa mnoštvom popreĉnih veza. Uticaj NaCl-a

se ne registruje kod ovog gela (71).

Emulgovanje je proces u kome proteini soje dolaze do meĊufazne površine ulje/voda i

njihov hidrofobni deo se orjentiše ka uljanoj fazi, a hidrofilni deo ka vodenoj fazi, formirajući

kontinualni kohezivni film. Povećanjem koncentracije proteina raste elektrostatiĉka barijera

adsorbovanog filma. Sojini proteini, kao globularni proteini daju visoko kohezivne filmove sa

većom mehaniĉkom otpornošću od filmova koje daje β-kazein. Stabilnost emulzije se ogleda u

sposobnosti emulzije da ostane trajna i nepromenjena. Stabilnost emulzije se ogleda kroz:

raslojavanje emulzije, flokulaciju i koalescenciju. Faktori koji utiĉu na stabilnost emulzije su:

koncentracija, pH, temperatura, pritisak, molekulska struktura.

Korišćenjem proteinskih koncentrata u koncentracijama većim od 4% dobijaju se stabilne

emulzije, jer dolazi do formiranja proteinske mreţe koja zadrţava kapljice ulja i time ne

dozvoljava proces raslojavanja (72). Aktivnost i stabilnost emulzije sojinog brašna i poteinskih

izolata je najniţa pri pH4.5, a najviša pri 7.5. Rastvorljivost proteina je minimalna u izolektriĉnoj

taĉki jer je film koji okruţuje kapljicu najtanji i najlakše ga je narušiti (49).

Uticaj temperature na emulgujuća svojstva sojinih proteina se najĉešće ispitivala zajedno

sa inaktivacijom antinutritivnih faktora (73,54). UtvrĊeno je da se emulgujuća svojstva izolata

proteina poboljšavaju, ako se toplotni tretman koristi pre kiselog taloţenja proteina. Maksimalna

aktivnost β-konglicinina se postiţe pri pritisku od 400 MPa, a glicinina pri 200 MPa (74).

Razaranjem kvatenerne strukture glicinina, kiselim tretmanom, poboljšavaju se njegova

emulgujuća svojstva. Prema nalazima nekih autora odnos kiselih i baznih polipeptida utiĉe na

ţelirajuća i emulgujuća svojstva glicinina (75). Najveću stabilnost emulzije kod β-konglicinina

ima α podjedinica jer ima istegnuti segment polipeptidnog lanca i veću hidrofobnost.

4.1.2 Lipidi

Lipidi soje se sastoje od 96% triglicerida, 2% fosfolipida-lecitina, 1.6% neosapunjivih

materija, 0.5% slobodnih masnih kiselina i minimalne koliĉine karotenoidnih pigmenata (76).

Sastav masnih kiselina soje zavisi od vrste i od uslova rasta i nalazi se u Tabeli 8.

Nezasićene masne kiseline ĉine preko 80% od ukupne koliĉine sojinog ulja. Konzumiranje


[21]

mononezasićenih (oleinska) i polinezasićenih (linolna i linolenska) masnih kiselina u uskoj je

vezi sa smanjenim rizikom od ateroskleroze.

Tabela 8. Sastav masnih kiselina u sojinom ulju (77)

Masne kiseline Oznaka % od ukupnog

sastava

Laurinska 12:00 4.5

Miristinska 14:00 4.5

Palmitiska 16:00 11.6

Stearinska 18:00 2.5

Oleinska 18:01 21.1

Linolna 18:02 52.4

Linolenska 18:03 7.1

U nutritivnom smislu, najvaţniji je sadrţaj esencijalnih, polinezasićenih masnih kiselina

– linolne (Ω-6) i linolenske (Ω-3). Sojino ulje sadrţi i druge masne kiseline, ali u vrlo malim

koliĉinama. To su arahidonska, behenska, palmitoleinska i miristinska koje zajedno ĉine 1.7%

ukupnih lipida soje.

Pored triglicerida u lipide soje ubrajaju se i fosfolipidi. To su površinske aktivne

supstance lokalizovane po površini micele. Relativno visok sadrţaj fosfolipida u sojinom ulju

(dva do tri puta veći od ostalih biljnih ulja) se objašnjava malim preĉnikom micela, što uzrokuje

veću površinu po jedinici mase lipida.

Frakcija fosfolipida koja je nerastvorna u acetonu, odnosno lecitin, koristi se u

prehrambenoj industriji kao emulgator. Zbog velike sposobnosti emulgovanja, veći deo

fosfolipida se odstranjuje iz sirovog ulja pre rafinacije (78).

Neosapunjive materije sadrţe uglavnom tokoferole, sterole i pigmente. Soja je relativno

dobar izvor vitamina E (tokoferola). Tokoferoli su fenolni antioksidansi koji su prirodno prisutni

u biljnim uljima, a uloga im je da veţu slobodne radikale (79).

4.1.3 Ugljeni hidrati

U odnosu na druge leguminoze, zrno soje ne sadrţi tako veliki procenat ugljenih hidrata.

Ugljeni hidrati se nalaze u obliku rastvorljivih (10%) i nerasvorljivih šećera, odnosno vlakana

(20%). Od rastvorljivih ugljenih hidrata zastupljeni su: saharoza, rafinoza, stahioza (80).

Rafinoza i stahioza izazivaju smetnje u intestinalnom traktu, jer ljudski probavni sistem nema α

1,6-galaktozidazu pa stahioza i rafinoza stiţu do debelog creva ne razgraĊene. U debelom crevu

se metabolišu dajući gasove: ugljendioksid, vodonik i metan. Gasovi stvaraju nadutost


[22]

organizma (54). U novijoj literaturi ovi ugljeni hidrati se smatraju prebioticima, jer stimulišu rast

intestinalnih bakterija i time smanjuju rizik od malignih oboljenja (81).

Vlakna soje su kompleksna smeša polisaharida i njihovih derivata. Najveći deo su ugljeni

hidrati ćelijske opne: celuloza, hemiceluloza i pektinske materije. Ovi polisaharidi ne podleţu

digestiji pa se svrstavaju u grupu nutritivnih vlakana.

Rastvorna vlakna, sniţavaju koliĉinu lipoproteina male gustine (LDL-a) u krvnom

serumu, a nerastvorna imaju zaštitni uticaj i smanjuju rizik od pojave karcinoma.

4.1.4 Bioaktivna jedinjenja soje

Soja poseduje veliki broj specifiĉnih fizioloških aktivnih jedinjenja kao što su inhibitori

proteaza, lektini, fitinska kiselina, saponini, izoflavoni, fitosteroli i dr., koja su bez znaĉaja u

ishrani sa energetskog gledišta, ali imaju izuzetno veliki znaĉaj u prevenciji i leĉenju nekih

bolesti.

4.2 Proizvodnja sojinog mleka

Sojino mleko se u Kini proizvodi i konzumira vekovima. Moţe se dobiti na dva naĉina:

tradicionalnim naĉinom i savremenom tehnologijom. Tradicionalan naĉin obuhvata potapanje

celog zrna soje u vodu, odleţavanje tokom noći, zagrevanje dobijenog gustog rastvora i njegovu

filtraciju. Sojino mleko dobijeno ovim postupkom zadrţava gorak i neprijatan ukus.

Danas se, prema sadrţaju proteina i drugih vaţnih sastojaka, sojino mleko na trţištu

klasifikuje u više grupa:

Tradicionalno sojino mleko, odnos soja : voda je 1:5, sadrţaj proteina od 4%

Mleĉni tip sojinog napitka, odnos soja : voda je 1:7, sadrţaj proteina od 3.5%, aroma

kravljeg mleka, neznatno zaslaĊen, dodatak ulja i soli

Napitak od soje, odnos soja : voda je 1:20, sadrţaj proteina od 1%, zaslaĊen,

korigovane senzorne karakteristike

Fermentisano sojino mleko, mleĉnom fermentacijom

Sojino mleko sa dodatkom povrća ili kravljeg mleka

Sojino mleko u prahu, punomasno ili visokoproteinsko sa manje masti

Ekspanzija proizvodnje sojinog mleka u Americi i razvijenim zemljama Evrope je poĉela

90-tih godina kada su se rešila tri osnovna problema vezana za kvalitet gotovog proizvoda,

odnosno kada je uspešno izvedena:


[23]

eliminacija neprijatnog mirisa i ukusa

odstranjivanje inhibitora tripsina

odstranjivanje oligosaharida koji uzrokuju nadimanje

Šira upotreba sojinog mleka je zapoĉela pribliţavenjem njenih, pre svega senzornih

karakteristika, kravljem mleku koje odgovara navikama potrošaĉa.

U Tabeli 9 je prikazan uporedni pregled sastava kravljeg, sojinog i humanog (majĉinog)

mleka.

Sojino i kravlje mleko imaju niz sliĉnosti, pre svega u fiziĉkom smislu, dok se

funkcionalno i nutritivno znaĉajno razlikuju.

Sojino mleko sadrţi više proteina, a manje masti od kravljeg mleka. Karakteriše ga

odsustvo holesterola i nizak sadrţaj zasićenih masnih kiselina, dok je sadrţaj polinezasićenih

masnih kiselina znatno viši u odnosu na kravlje mleko. Sadrţaj gvoţĊa, niacina, tiamina je veći u

odnosu na kravlje i humano mleko.

Tabela 9. Uporedni pregled sastojaka sojinog, kravljeg i humanog mleka*

100g mleka Sojino mleko Kravlje mleko Humano

mleko

Vlaga (g) 88.60 88.60 88.60

Proteini (g) 4.40 2.90 1.40

Lipidi (g) 2.50 3.30 3.10

Ugljeni hidrati (g) 3.80 4.50 7.20

Pepeo (g) 0.62 0.70 0.20

Kalcijum (mg) 18.50 100.00 35.00

Fosfor (mg) 60.30 90.00 25.00

GvoţĊe (mg) 1.50 0.10 0.20

Natrijum (mg) 2.50 36.00 15.00

Tiamin (mg) 0.04 0.04 0.02

Riboflavin (mg) 0.02 0.15 0.03

Niacin (mg) 0.62 0.20 0.20

Energetska vrednost (kcal) 52.00 59.00 62.00

* Ward, 2003; http://fao.org, 2005

U Tabeli 10 prikazan je pregled vaţnijih sastojaka sojinog i kravljeg mleka.

Prednost primene sojinog mleka ogleda se u njegovoj visokoj digestibilnosti i odsustvu

holesterola i laktoze. Mnoge bebe su alergiĉne na laktozu tako da u deĉijoj hrani sojino mleko


[24]

postaje nezamenljivo. TakoĊe, sojino mleko postaje nezamenljivo u ishrani ljudi koji ne

konzumiraju namirnice ţivotinjskog porekla.

Tabela 10. Uporedni pregled vaţnijih sastojaka sojinog i kravljeg mleka

100g mleka Sojino mleko Kravlje mleko

Laktoza 0.0 4.60 g

Holesterol 0.0 10.0 mg

Zasićene masne kiseline 14.0% 63.5%

Polinezasićene masne kiseline 63.5% 3.0%

Mononezasićene masne kiseline 21.6% 33.5%

* http://fao.org, 2005

5. REOLOGIJA

Ĉokoladna masa je reološki sistem u kome su ĉvrste ĉestice dispergovane u masnoj fazi.

Ĉvrste ĉestice su ĉestice šećera, nemasne kakao ĉestice, ĉestice mleka u prahu ili sojinog mleka u

prahu. U ukupnoj ĉokoladnoj masi one su prisutne oko 68%. Ĉvrsta faza nije uniformna

dispergovana faza, jer su ĉestice sa razliĉitom raspodelom po veliĉini, obliku i svojstvima

površine. Masnu fazu ĉini kakao maslac i ostale masnoće kao što su mleĉna mast ili sojino ulje.

Viskozitet odnosno sila unutrašnjeg trenja, zavisi od prirode interakcije izmeĊu ĉvrstih ĉestica i

kontinualne masne faze.

Viskozna svojstva ĉokoladne mase dobijene standardnim postukom se formiraju u fazi

konĉiranja. U ovoj fazi se dugotrajnim mešanjem i dejstvom sile postiţe da svaka ĉvrsta ĉestica

biva obavijena kakao maslacem. Na taj naĉin se smanjuju naponi smicanja i ĉokoladna masa

dobija izgled homogene suspenzije koja poĉinje da protiĉe. Ukoliko se ĉokolada proizvodi u

mlinu sa kuglama, viskozna svojstva se formiraju mešanjem, usitnjavanjem pomoću kuglica i

recirkulacijom ĉokoladne mase pa i tu svaka ĉvrsta ĉestica biva obavijena kakao maslacem.

Ĉokoladna masa je nenjutnovski fluid što znaĉi da njen viskozitet zavisi od brzine

smicanja (brzinski gradijent normalan na pravac proticanja) i vremena dejstva spoljašnje sile,

kao i napona smicanja (tangencijalna sila unutrašnjeg trenja po jedinici površine) koji nastaju

izmeĊu slojeva (82).


[25]

Ĉokoladna masa se takoĊe ubraja u pseudotela ĉija reološka svojstva zavise od vremena

dejstva sile i pokazuju osobine tiksotropije i reopeksije (83). Reološke osobine pseudotela se

definišu merenjem napona smicanja pri postepenom porastu brzine smicanja do maksimalne

vrednosti i zatim pri postepenom smanjivanju brzine smicanja. Dobijena kriva se zove

tiksotropna petlja i ona karakteriše tiksotropno telo. Uzlazna i silazna kriva proticanja se za

tiksotropnu ĉokoladnu masu ne poklapaju i naponi smicanja imaju veće vrednosti pri uzlaznom

merenju. U uslovima povećanja brzine smicanja postepeno se narušava strukturiranost suspenzije

ĉokoladne mase odnosno razrušavaju se uzajamne veze elemenata prostorne rešetke. Pri

povratnom merenju, kad se brzina smicanja postepeno smanjuje, jaĉaju meĊumolekulske sile i

orijentisane ĉvrste ĉestice se meĊusobno pribliţavaju. MeĊutim, broj ponovo uspostavljenih veza

manji je od broja razrušenih veza pri uzlaznom smicanju, što rezultira u manjem otporu. Veliĉina

površine tiksotropne petlje zavisi od sirovinskog sastava ĉokoladne mase, odnosa ĉvrste i masne

faze, temperature ĉokoladne mase, veliĉine dejstva sile i vremena mešanja. Površina petlje je

merilo gubitka energije veza koje su razrušene tokom smicanja, a takoĊe je i merilo tiksotropnih

promena unutar datog sistema, zato i ima dimenzije energije. Ako je površina tiksotrone petlje

jednaka nuli sistem je vremenski nezavisan, odnosno pseudoplastiĉan.

Svojstva proticanja ĉokolade su prvo opisana Binghamovim modelom dok je kasnije

usvojen Cassonov model, koji je 1973. prihvaćen kao oficijelni model-IOCC (International

Office of Cocoa and Chocolate). Ovaj model daje zadovoljavajuće rezultate u intervalu srednjih

brzina smicanja 5-60 s-1

(84). Reološka svojstva ĉokoladne mase utiĉu na proces proizvodnje:

transport ĉokoladne mase kroz cevovode, oblikovanje, prelivanje, a i na kvalitet gotovog

proizvoda: strukturu i ĉvrstoću.

Na viskozitet ĉokolade pored temperature utiĉu (85,86):

Sadrţaj masne faze. Dodatak malih koliĉina kakao maslaca smanjuje viskozitet

ĉokoladne mase (87). Ova zavisnost je eksponencijalna tako da je uticaj masti na

viskozitet mnogo više izraţen pri niţim koliĉinama masti (14). Dodatak drugih masti

prouzrokuje da ta mast migrira unutar masne faze i time je povećava. Ovo dovodi do

omekšavanja masne faze i kompleksne intermolekularne interakcije izmeĊu

triglicerida razliĉitog porekla. Postoje teorije da teĉni deo masti koji većinom potiĉe

iz mleĉne masti i koji se rasprostire kroz matriks masti, se vezuje sa ĉvrstom

frakcijom masti i time definiše reološko ponašanje sistema.

Zamene za šećer (inulin, maltodekstrin, i polidekstroza) u recepturama za ĉokoladu

dovode do smanjenja ĉvrstoće pa Farzanmehr i saradnici (88), preporuĉuju da se


[26]

smanjenje energetskog efekta uz ne narušavanje fiziĉko-hemijskih i organoleptiĉkih

svojstava postiţe smanjenjem masti za 5%.

Sadrţaj ĉvrstih ĉestica. Pored koliĉine prisutnih nemasnih ĉvrstih ĉestica na

viskozne osobine ĉokoladne mase velikog uticaja ima i raspodela veliĉina ĉvrstih

ĉestica. Viskozitet i prinosni napon se znatno smanjuju sa povećanjem proseĉne

veliĉine ĉestica u rasponu od 2 μm na 50 µm, pri konstantnom sadrţaju masti i

emulgatora. Manja proseĉna veliĉina ĉestica, što znaĉi veća površina, rezultira

povećanjem viskoziteta, pri ĉemu tako velika površina nije potpuno obavijena kakao

maslacem. Uticaj veliĉine ĉestica je mnogo izraţeniji na prinosni napon nego na

viskozitet. Ĉvrste ĉestica mleka u prahu stupaju u interakciju sa masnom fazom i time

menjaju strukturne i reološke osobine ĉokoladne mase. Afoakwa i saradnici su

ispitivali uticaj raspodele veliĉine ĉestice i sadrţaja masti (25, 30 i 35%) u ĉokoladi i

utvrdili da povećanje proseĉne veliĉine ĉestice dovodi do smanjenja Cassonovog

plastiĉnog viskoziteta, napona smicanja, prinosnog napona i prividnog viskoziteta.

Ovo smanjenje je izraţajnije u ĉokoladnim masama sa manjim sadrţajem masti, dok

efekat smanjenja se ne uoĉava pri sadrţaju masti od i preko 30%. (89).

Sokmen i Gunes su utvrdili da koristeći zamene za šećer: maltitol, izomalt i ksilitol sa

razliĉitim intervalima veliĉine ĉestica (106-53 μm; 53-38 μm; 38-20 μm), maltitol

povećava prinosni napon, izomalt povećava plastiĉni viskozitet, a ksilitol povećava

indeks teĉenja (90). Taylor i saradnici su utvrdili da u reologiji mleĉne - kramb

ĉokolade dominiraju efekti gustog pakovanja ĉvrstih ĉestica i njihova meĊusobna

interakcija. Reologija ove vrste ĉokolade je vrlo sliĉna reologiji koncentrovanih

suspenzija kao što je kikiriki buter. TakoĊe, oni su utvrdili da pri većim brzinama

smicanja, reologiju ĉokolade bolje opisuje Carreau model od Cassonovog modela

(91).

Sadrţaj vode. Smatra se da voda migrira na površinu kristala šećera, formirajući

tanak film sirupa koji povećava viskozitet. Povećanjem sadrţaja vode od 0.1% na 2%

uslovljava povećanje viskoziteta i prinosnog napona. Zamene za šećer (inulin,

maltodekstrin i polidekstroza) u sastavu ĉokoladnih masa dovode do povećanja vlage

i smanjenja ĉvrstoće pokazali su Farzanmehr i saradnici.

Prisutni emulgatori. Emulgatori imaju veliki uticaj na reološko ponašanje ĉokoladne

mase iako je u njoj prisutna velika koliĉina ĉvrstih ĉestica (68%) u odnosu na masnu

fazu (32%). Emulgator obavija ĉvrste ĉestice i njegove polarne grupe stupaju u


[27]

interakciju sa ĉvrstom površinom omogućavajući ĉvrstim ĉesticama mnogo lakše

proticanje jedne pored druge, a na taj naĉin dolazi do sniţavanja viskoziteta. Osim

ove uloge, emulgatori, zbog ograniĉene sposobnosti mešanja sa mastima, izazivaju

poremećaje u kristalnoj strukturi molekula triglicerida. Na taj naĉin se povećava

koliĉina teĉne faze pomerajući fazne transformacije ka stabilnom V-tom polimorfnom

obliku. Uticaj izbora emulgatora u mleĉnoj ĉokoladi jasnije prikazuju Schantz i Rohm

(92) koji su utvrdili da odnos PGPR : lecitin u crnoj ĉokoladi treba da bude 50:50, a u

mleĉnoj 25:75. Primena emulgatora na bazi mono i diglicerida mleĉne kiseline

zahteva niţu temperaturu pretkristalizacije da bi se dobila ĉokolada optimalnih

fiziĉkih i senzornih osobina i odgovarajuće otpornosti na sivljenje (93).

Reološke osobine svih prehrambenih proizvoda su u vezi sa mnogim senzornim

karakteristikama: mazivost, teĉljivost, glatkoća, ĉvrstoća i dr. Za definisanje reoloških osobina

sistema koriste se (94):

Merenja pri dinamiĉkom oscilatornom reţimu, gde se primenjuju dovoljno niske

amplitude napona, koje ne dovode do razrušavanja unutrašnje strukture -

nedestruktivna merenja.

Merenja pri većim brzinama smicanja, gde dolazi do razrušavanja unutrašnje

strukture, tako da se dobijaju bitni podaci o proticanju i pokazatelji ponašanja u

tehnološkom procesu-destruktivna merenja.

Dinamiĉki oscilatorni testovi ostvaruju se primenom malog sinusoidalnog napona (ili

deformacije), a meri se rezultujuća deformacija (napon), pa se tako razlikuju dve vrste merenja:

Merenje deformacije pri konstantnom naponu smicanja,

Merenje promene otpora viskoelastiĉnog tela u toku vremena, pri konstantnoj

deformaciji.

Oscilatorni test se koristi za ispitivanje svih tipova viskoelastiĉnih materijala, od nisko

viskoznih teĉnosti, pasti, gelova, rastopa polimera do elastiĉnih i tvrdih ĉvrstih tela. Kod

viskoelastiĉnih sistema dolazi do izvesnog faznog pomeranja izlazne deformacije (γ) u odnosu na

primenjeni napona (τ) za ugao δ, koji u zavisnosti od elastiĉnih i viskoznih osobina moţe biti u

intervalu od 0 - 90° (94).

Ukupan otpor viskoelastiĉnog sistema pri primenjenom naponu izraţava se kompleksnim

modulom – G*:

G*

= G' + G'' = τ0(t) / γ

0(t)


[28]

τ0(t) - maksimum napona tokom jedne oscilacije

γ0(t) - maksimum deformacije tokom jedne oscilacije

za G' i G" vaţi:

G' = G*

× cosδ = τ0

/ γ0

× cosδ

G'' = G*

× sinδ = τ0

/ γ0 × sinδ

Doprinos viskozne i elastiĉne komponente viskoelastiĉnim osobinama reološkog sistema

definiše i parametar:

tanδ = G'' / G'

Kod idealno elastiĉnih tela G' kompletno dominira nad G" pa je tanδ = 0, dok je kod

idealno viskoznih tela δ = 90°, a tanδ = ∞, jer su dominantne viskozne osobine. Parametar tanδ,

odnosno faktor gubitka, je idealan za praćenje promene teĉnog (sol) u ĉvrsto (gel) stanje (95).

Dinamiĉka merenja izvode se u linearnom viskoelastiĉnom reţimu (LVE), pri malim

deformacijama koje su u garnicama od 0.2% do 0.8%. Na osnovu dobijenih vrednosti G' i G'',

moţe se odrediti karakter ispitivanog sistema. Reološki sistemi kod kojih su elastiĉne osobine

dominantne nad viskoznim G' > G'', imaju odreĊenu ĉvrstoću, odnosno imaju strukturu gela, dok

sistemi kod kojih je G' < G''

ne zadrţavaju stabilnu strukturu i postaju teĉljivi (94).

Tokom odreĊivanja krive puzanja (creep and recovery testa) konstantni napon

naprezanja (σ = σo) primenjuje se na uzorku pri ĉemu se prate promene deformacije tokom

vremena. Nakon faze delovanja napona posmatra se period oporavka sistema kada uzorak

pokušava da povrati deo svoje prvobitne strukture. Rezultati creep analize mogu se predstaviti

iznosima deformacije u funkciji vremena, što predstavlja vrednost creep compliance – J:

J = f (t) = γ / σ

Bardţersovim modelom se predstavlja kriva puzanja i to sledećim jednaĉinama:

J (t) = Jo + Jm · 1- exp(-t/λ) + t/ηo za creep fazu

J (t) = J max – Jo – Jm · 1- exp(-t/λ) za recovery fazu

gde su:

Jo - poĉetna vrednost J

Jm - viskoelastiĉni iznos J

J max - maksimalna vrednost J u creep fazi

λ - srednja vrednost vremena oporavka sistema

ηo - Njutnovski viskozitet


[29]

TakoĊe se raĉunaju sledeće vrednosti:

J0

e - razlika izmeĊu Jm i J krajnjeg dela krive kada oporavak sistema dostiţe ravnoteţno

stanje

J e - iznos elastiĉne komponente J

J v - iznos viskozne komponente J

6. SADRŢAJ ĈVRSTIH TRIGLICERIDA

Sadrţaj ĉvrstih triglicerida (SĈT) u oĉvrsloj ĉokoladi zavisi od sastava masne faze, kao i

od pravilnog voĊenja postupka kristalizacije kakao maslaca. Osobine teksture ĉokolade kao što

su prelom, ĉvrstoća, otpornost na zagrevanje, topivost i voskasto-lojav ukus se mogu predvideti

odreĊivanjem sadrţaja ĉvrstih triglicerida u masnoj fazi ĉokolade (96,97,98). Ĉokolada otporna

na zagrevanje ima dovoljnu koliĉinu ĉvrstih kristala kakao maslaca u masnoj fazi, dok topiva

ĉokolada ima niţi sadrţaj ĉvrstih kristala u masnoj fazi.

SĈT se definiše kao odnos teĉne i ĉvrste faze na datoj temperaturi i moţe biti od 0 %

(potpuno teĉna faza) do 100 % (ĉvrsta faza).

OdreĊivanjem SĈT se meri udeo teĉne i ĉvrste faze masti na odabranim temperaturama,

koje pokrivaju interval izmeĊu temperature spoljašnje sredine i telesne temperature.

Na grafiku zavisnosti sadrţaja ĉvrstih triglicerida od temperature koji prikazuje Slika 9.

jasno se izdvajaju tri zone:

SĈT ispod 25°C pokazuje ĉvrstoću proizvoda

SĈT izmeĊu 25°C i 30°C predstavljaju otpornost ĉokolade na zagrevanje

SĈT izmeĊu 27-33°C (glavno topljenje) odgovoran je za oslobaĊanje ukusa uz

stvaranje osećaja hlaĊenja u ustima

Visok SĈT na 20°C ukazuje na krtu i ĉvrstu ĉokoladu, dok visok SĈT na 30°C

predstavlja proizvod stabilan pri zagrevanju. Kratak interval topljenja znaĉi da ĉvrsta mast

postaje teĉna nakon malog povišenja temperature što rezultira osećajem hlaĊenja u ustima. Masti

sa taĉkom topljenja iznad telesne temperature proizvode prilikom konzumiranja ĉokolade,

voskasto-lojav ukus. Visoki SĈT na temperaturama iznad 35°C takoĊe se prilikom konzumiranja

registruje kao ukus po loju.


[30]

Slika 9. Kriva sadrţaja ĉvrstih triglicerida ĉokolade u zavisnosti od temperature

Sadrţaj ĉvrstih triglicerida dobija naroĉito na znaĉaju kada u sistemu postoji više

razliĉitih masti. Zbog toga je od velikog znaĉaja odreĊivanje SĈT u ĉokoladi u kojoj je pored

kakao maslaca prisutna mleĉna mast ili njene frakcije.

OdreĊivanje SĈT takoĊe moţe biti korišćeno za ispitivanje kompatibilnosti masti jer ona

direktno utiĉe na sadrţaj ĉvrstih triglicerida koji preostaju u smeši masti na datoj temperaturi.

Ovo svojstvo je okarakterisano pomoću faznih dijagrama koji grafiĉki predstavljaju uslove

ravnoteţe izmeĊu teĉne i ĉvrste faze u smeši. Rezultat ispitivanja je grafiĉka indikacija na

gubitak ĉvrste faze, koji je prouzrokovan razblaţivanjem postojeće ĉvrste faze teĉnom fazom

masti ili nekompatibilnošću, zbog koje nastaje eutektiĉka interakcija. Mešavina sa eutektiĉkim

efektom ima niţi SĈT za datu temperaturu od bilo koje od dve masti koje ĉine tu smešu.

Tokom poslednje ĉetiri decenije pulsna NMR je postala dominantna tehnika za

odreĊivanje sadrţaja ĉvrstih masti (99,100).

Analiza se bazira na ĉinjenici da je moguće meriti razliku izmeĊu osobine protona u

ĉvrstoj i protona u teĉnoj masti. U jakom magnetnom polju protoni se ponašaju kao mali magneti

koji teţe da se postave u pravcu dejstva polja. Ako se saopšti energija pomoću pulsa radio

frekvencije, sistem će biti narušen tj. ugao precesije se menja za 90°. Ovo će indukovati signal u

prijemnom kalemu instrumenta, koji je proporcionalan broju protona u stvarnoj ĉvrstoj ili teĉnoj

fazi. Kada input energije prestane, poĉeće izvesni relaksacioni procesi i nukleus spin sistem se

vraća u poĉetno stanje. Kada se puls prekine, protoni ĉvrste masti će se relaksirati mnogo brţe od

protona u teĉnoj fazi, dajući direktno odnos ĉvrsta/teĉna mast u uzorku. Problemi koji se javljaju

pri odreĊivanju SĈT u ĉokoladi su vezani za pripremu uzorka i zato je od velikog interesa bilo


[31]

razvijanje metode koja ne zahteva ekstrakciju masti iz uzoraka ĉokolade i koja u relativno

kratkom roku daje pouzdane i taĉne rezultate (101).

NMR je jedina metoda koja direktno meri SĈT za razliku od indirektnih metoda

diferencijalne termalne analize – DTA, diferencijalne skenirajuće kalorimetrije – DSC i

dilatometrije. Pomoću indirektnih metoda mere se toplote topljenja odnosno promena zapremine

nastale topljenjem ĉvrste faze.

7. DIFERENCIJALNA SKENIRAJUĆA KALORIMETRIJA

Diferencijalna skanirajuća kalorimetrija (DSC-Differential Scanning Calorimetry) se

razvila kao bolja kvantitativna modifikacija njene preteĉe, diferencijalne termiĉke analize (DTA-

Differential Thermal Analysis). Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija je metoda koja se

zasniva na merenju toplotnog efekta (protok toplote u mW) koji se javlja pri zagrevanju (ili

hlaĊenju) ispitivanog uzorka i referentnog uzorka, zadatom brzinom, odnosno kada su izloţeni

istom temperaturnom reţimu.

Pri dovoĊenju iste koliĉine toplote u jedinici vremena, temperatura i referentnog i

ispitivanog uzorka će linearno rasti, što na DSC krivoj, koja je prikazana na Slici 10, predstavlja

horizontalnu osnovnu liniju. Daljim zagrevanjem dolazi do promene toplotnog kapaciteta

ispitivanog uzorka (Cp) i na krivi se javlja pomak osnovne linije. Ovakva promena se javlja samo

pri prelazu iz staklastog u gumoliko stanje. Taj prelaz se javlja na temperaturi prelaska u

staklasto stanje (Tg), koja se oĉitava sa DSC krive, kao sredina intervala prelaza bazne linije sa

jednog na drugi nivo.

Slika 10. Karakteristiĉna DSC kriva


[32]

Daljim zagrevanjem molekuli dobijaju dovoljno slobode za kretanje i spontano

iskristališu. Temperatura ispitivanog uzorka se, u tom sluĉaju, povećava iznad temperature

referentnog uzorka, jer se toplota tokom kristalizacije oslobaĊa. Taj prelaz predstavlja

egzoterman proces i javlja se na temperaturi kristalzacije (Tc), a registruje se na DSC krivi kao

pik na gore. Temperatura kristalizacije se uzima kao temperatura na kojoj se javlja maksimum

pika kristalizacije. Ako se nastavi sa dovoĊenjem toplote dolazi do topljenja, koje je endoterman

proces, pa će temperatura uzorka ostati praktiĉno nepromenjena sve dok se i poslednji kristal ne

istopi, dok će temperatura referentnog uzorka nastaviti linearno da raste. Time se povećava

razlika temperature izmeĊu referentnog i ispitivanog uzorka. Pri pojavi ĉak i male razlike

temperature, aktivira se pomoćni (servo) sistem da bi nadoknadio tu razliku: u sluĉaju topljenja

pojaĉava se grejanje ispitivanog uzorka da bi se dostigla temperatura referentnog uzorka. Ta

dodatna toplota se u ovom sluĉaju beleţi kao endotermni minimum. Kalibracijom sa jedinjenjem

poznate toplote topljenja moţe se iz površine maksimuma pika na DSC krivama odrediti veliĉina

toplote topljenja (entalpija).

ΔT (ΔP)

Slika 11. Šematski prikaz DSC ćelije sa uzorcima (1-uzorak, 2-zagrevanje, 3-referentni

uzorak, 4-izolovanje toplote, 5-platinski termometar)

U sluĉaju egzotermne reakcije, temperatura ispitivanog uzorka se povećava iznad

temperature referentnog uzorka, te servo sistem smanjuje zagrevanje ispitivanog uzorka da bi se

ta razlika smanjila, što se oĉitava na grafiku kao egzotermni maksimum (102).

Postoje dva postupka rada DSC ureĊaja: izotermalni i adijabatski. Izotermalni postupak

se vodi tako da se ispitivani i referentni uzorak zagrevaju nezavisno, uz dovoĊenje razliĉite

koliĉine toplote kako bi im se odrţala ista temperatura. Adijabatski postupak podrazumeva da se

ispitivanom i referentnom uzorku dovodi ista koliĉina toplote pomoću elektriĉnih grejaĉa.


[33]

Konaĉni rezultat merenja po oba postupka je isti i obe metode daju zadovoljavajuću

reproduktivnost rezultata.

8. TEKSTUROMETRIJA

Tekstura se moţe posmatrati kao manifestacija reoloških osobina hrane. To je vaţno

svojstvo hrane koje se odraţava na proizvodnju, odrţivost proizvoda, utiĉe na prihvatljivost

proizvoda za potrošaĉe i na njihove navike.

Britanski Institut za standarde daje definiciju teksture: "Tekstura je osobina hrane nastala

iz kombinacije fiziĉkih svojstava i onih opaţenih ĉulima dodira, vida i sluha".

Tekstura/konzistencija hrane podrazumeva osobine koje su proistekle iz kombinacije

fiziĉkih svojstava i svojstava registrovanih ĉulom dodira, ĉulom vida i sluha (103) . Tekstura

obuhvata sva mehaniĉka, geometrijska i druga svojstva prehrambenih proizvoda (104).

Mehaniĉka svojstva su ona koja se odnose na naprezanje i mogu se podeliti na sledeća svojstva:

tvrdoća, kohezivnost, lomljivost, ţvakljivost, gumoznost, viskoznost, elastiĉnost, adhezivnost

(105). Geometrijska svojstva su ona koja se odnose na veliĉinu i raspored, oblik i orjentaciju

ĉestica, dok su svojstva površine povezani sa osećajima koji se stvaraju usled apsorpcije vlage iz

vazduha, kao i uticaj koncentracije masti i vlage na površinu proizvoda.

Za ispitivanje teksturometrije, mogu se koristiti senzorne i instrumentalne metode.

Instrumentalna tehnika prouĉavanja teksturalnih karakteristika prehrambenih proizvoda moţe se

klasifikovati u tri grupe:

Fundamentalni testovi

Empirijski testovi

Podraţajni testovi

Fundamentalni testovi determinišu jednu ili više fiziĉkih konstanti kojima se taĉno

opisuju svojstva hrane u uslovima strogo definisanih reoloških parametara. Ovi testovi obiĉno

ukljuĉuju pokušaje povezivanja teksturalnih karakteristika hrane sa dobro definisanim fiziĉkim

svojstvima. Prednost ovakvog pristupa su mogućnost izraţavanja rezultata dobro definisanim

jedinicama, kvantifikovanje efekata raznolikosti uzoraka i geometrija proba, iznos deformacije i

sl. Kada su fiziĉka svojstva povezana sa strukturnim karakteristikama hrane dobija se mnogo

jasnija i kompletnija slika teksturalnih karakteristika.


[34]

Nedostaci ovakvog pristupa analizi teksture povezani su sa ĉesto kompleksnom i

neujednaĉenom strukturom većine prirodne i proizvedene hrane. Mnoge fiziĉke osobine hrane

menjaju se sa vremenom i zavise od uslova skladištenja. Sa stanovišta tehnologa, primena

fundamentalnih testova u analizi teksture hrane ima za cilj odreĊivanje ĉvrstoće, pruţanja otpora

usitnjavanju tokom ţvakanja do postizanja fine strukture pogodne za gutanje i stvaranje prijatnog

osećaja tokom konzumiranja. Tako se teksturalna merenja hrane mogu posmatrati više kao

analize slabosti materijala nego kao analize ĉvrstoće materijala.

Fundamentalni testovi generalno obuhvataju mala naprezanja (1-3% maksimum),

materijal je kontinualan, izotropni (pokazuje iste fiziĉke osobine u svim pravcima), homogen,

uniformnog i pravilnog oblika. Fundamentalna analiza je obiĉno spora metoda, nedovoljno

povezana sa senzornim ispitivanjima za razliku od empirijske i koristi skupu opremu. Nema

veliku primenu u industriji hrane, ali ima velikog znaĉaja u istraţivaĉkim laboratorijama.

Empirijski testovi su najprimenjeniji testovi za odreĊivanje teksture u prehrambenoj

industriji i njima se odreĊuju reološki slabo definisani parametri. Laki su za primenu, brzi i

obiĉno koriste jeftiniju opremu.

Nedostaci ove metode su: slaba definisanost merenih veliĉina, nedostupnost apsolutnog

standarda i ograniĉen broj proizvoda.

Primer ove vrste analize je TPA (Texture Profile Analysis). TPA je objektivna metoda

senzorne analize, zasnovana na prepoznavanju teksture kao multiparametnog svojstva.

Podrazumeva kompresiju dela proizvoda veliĉine zalogaja dva puta povratnim kretanjem, što

imitira delovanje vilice. Iz rezultujuće krive zavisnosti primenjene sile od vremena moţe se

dobiti više teksturalnih parametara koji su dobro povezani sa senzornom ocenom.

Mehaniĉko-teksturalni opis karakternih osobina hrane uz izbor odgovarajućih reoloških

odnosno teksturalnih metoda i opreme moţe se predstaviti primarnim parametrima: ĉvrstoće,

kohezivnosti, elastiĉnosti, adhezivnosti i takoĊe sekundarnim (izvedenim) parametrima:

lomljivost (prelom), ţvakanje, lepljivost.

9. SENZORNA ANALIZA

Senzorna analiza je nauĉna disciplina koja tumaĉi reakcije na ona svojstva hrane koja se

opaţaju ĉulima vida, mirisa, ukusa i sluha. Ona meri, analizira i interpretira reakcije, što je i


[35]

odvaja od organoleptiĉke ocene, koja više putem ĉula oseća nego analizira. Senzorni kvalitet

proizvoda predstavlja ukupni senzorni utisak o uzorku koji se ocenjuje. Tehnika senzorne analize

je definisana ISO 11036:1994E (106). Osnovni senzorni pokazatelji su oblik, boja, miris, ukus i

struktura. Navedeni pokazatelji su razliĉiti za pojedine vrste proizvoda. Senzorna analiza

obuhvata:

Izbor ocenjivaĉa

Uslove za senzorno ocenjivanje

Uzorkovanje

Postupke ocenjivanja

Analizu i prikaz rezultata.

U cilju objektivizacije senzorne analize neophodno je poznavanje razliĉitih tehnika i

optimalno korišćenje odgovarajućih metoda senzorne analize. U zavisnosti od predmeta i cilja

ocenjivanja metode senzorne analize mogu biti:

Testovi prihvatljivosti

Analitiĉki testovi (diskriminatorni testovi)

Skale i rangovi (kategorije)

Metoda bodovanja

Testovi prihvatljivosti se najĉešće koriste tokom razvoja novih proizvoda, kada je

neophodno ispitati mišljenje potrošaĉa. Izbor ocenjivaĉa je sluĉajan i ne bi trebalo da bude manji

od 50. Najĉešće se primenjuju sistemi anketiranja i glasanja.

Analitiĉki odnosno deskriptivni testovi sluţe za precizno i pouzdano utvrĊivanje razlika

izmeĊu ispitivanih uzoraka. U ovu grupu testova se ubrajaju testovi razlike (testovi poreĊenja) i

opisne (deskriptivne) metode. Testovi razlike utvrĊuju da li postoji razlika izmeĊu poznatih

(standardnih) i nepoznatih (ispitivanih) uzoraka. Opisni testovi se koriste za struĉno definisanje

kvalitativnih svojstava uzorka, tako da ih mogu izvoditi samo odabrani i obuĉeni ocenjivaĉi.

Izvode se u okviru laboratorijskih i nauĉnih ispitivanja.

Skala predstavlja niz podeljen na uzastopne vrednosti, koje mogu biti grafiĉke, opisne ili

numeriĉke, a koje se koriste za odreĊivanje nivoa ispitivane karakteristike. Skale se najĉešće

koriste u cilju poreĊenja proizvoda prisutnih na trţištu. Najĉešće imaju tri do devet delova za ĉije

oznaĉavanje koriste brojevi, simboli ili reĉi i koji su rasporeĊeni po opadajućim vrednostima (od

"najprihvatljiviji" do "najneprihvatljiviji").


[36]

Metod rangiranja se koristi kada je potrebno unutar jedne serije uzorke rasporediti prema nivou

izraţenosti jednog ili više svojstava odnosno prema ukupnom kvalitetu.

Metod bodovanja se veoma ĉesto koristi za definisanje kvaliteta proizvoda. Ovaj metod

se sastoji u definisanju kriterijuma koje pojedina svojstva odnosno karakteristike (spoljašnja

svojstva, struktura, miris, ukus) treba da zadovolje da bi im se pripisala odreĊena ocena. Pojedine

karakteristike proizvoda se razlikuju prema vaţnosti svog uticaja na ukupan senzorni kvalitet,

tako da se u analizu uvode koeficijenti vaţnosti, odnosno faktor znaĉaja za svaku pojedinaĉnu

karakteristiku, koje definiše komisija koja izvodi senzornu analizu. Mnoţenjem koeficijenta

vaţnosti sa ocenom dobijaju se ponderisani bodovi, ĉijim sabiranjem se dolazi do ukupnog broja

bodova za senzorni kvalitet proizvoda. Prema ukupnom broju bodova proizvod se svrstava u

odgovarajuće kategorije kvaliteta, koje su jasno definisane za pojedine grupe proizvoda.

Senzorna svojstva ĉokolade predstavljaju jedan od najvaţnijih parametara kvaliteta ĉokolade što

je ĉini prihvatljivom od strane potrošaĉa.

Eksperimentalni deo Danica Zarić, doktorska disertacija

[37]

III EKSPERIMENTALNI DEO

1. MATERIJAL

Sirovine koje su korišćene za izradu mleĉne ĉokoladne mase (R1) su: šećer u prahu

(Crvenka AD, Srbija), mleko u prahu (Imlek, Srbija), kakao maslac (Theobroma, Holandija),

kakao masa (Yu-Atlantik, Cargill-Gana), mleko u prahu obrano (A.D. Mlekara Subotica, Srbija),

lešnik pasta (Arslanturk, Turska), lecitin (Sojaprotein AD, Srbija), PGPR -

poliglicerolpoliricinoleat (Danisco, Malezija) aroma etilvanilin (FCC, Norveška).

Sirovine koje su korišćene za izradu ĉokoladne mase sa 15% i 20% sojinog mleka (R2) i

sa 20% sojinog mleka (R3) su: šećer u prahu (Crvenka AD, Srbija), sojino mleko u prahu

(Provesol PSA, Brazil), kakao maslac (Theobroma, Holandija), kakao masa (Yu-Atlantik,

Cargill-Gana), mleko u prahu obrano (A.D. Mlekara Subotica, Srbija), lešnik pasta (Arslanturk,

Turska), lecitin (Sojaprotein AD, Srbija), PGPR – poliglicerolpoliricinoleat (Danisco, Malezija)

aroma etilvanilin (FCC, Norveška).

SM je ĉokoladna masa dobijena iz fabrike Jaffa. Ĉokoladna masa ima identiĉan sastav i

sirovine kao i ĉokoladna masa R1.

1.1. Kakao maslac – proizvoĊaĉka specifikacija data je u Tabeli 11

Tabela 11. Fiziĉke i hemijske osobine kakao maslaca

Fiziĉke i hemijske karakteristike Vrednosti

Sadrţaj slobodnih masnih kiselina (% ) max 1.75

Jodni broj 33-40

Indeks refrakcije ( nD

40) 1.456-1.458

Taĉka topljenja (°C) 32-35

Neosapunjive materije (%) – petroletarski ekstrakt 0.35

Saponifikacioni broj 192-197

Peroksidni broj (meq/kg) max 1


[38]

1.2. Kakao masa – proizvoĊaĉka specifikacija data je u Tabeli 12

Tabela 12. Fiziĉke i hemijske osobine kakao mase


Sadrţaj slobodnih masnih kiselina (% ) max 1.75

Jodni broj 33-40

Indeks refrakcije ( nD

40) 1.456-1.458

Taĉka topljenja (°C) 32-35

Neosapunjive materije (%) – petroletarski ekstrakt 0.35

Saponifikacioni broj 192-197

Peroksidni broj (meq/kg) max 1

1.3. Mleko u prahu - proizvoĊaĉka specifikacija data je u Tabeli 13

Tabela 13. Fiziĉke i hemijske osobine mleka u prahu


Suva materija % 95

Temperatura skladištenja (0C) < 20

Mleĉna mast (g/100g) 25

Belanĉevine u bezmasnoj suvoj materiji (g/100g) Min 34.0

Stepen kiselosti rekonst. 9 g u 100 ml vode (o SH) Max 8.5

Rastvorljivost % 98

1.4. Obrano mleko u prahu – proizvoĊaĉka specifikacija data je u Tabeli 14

Tabela 14. Fiziĉke i hemijske osobine obranog mleka u prahu


Suva materija % 94


Mleĉna mast (g/100g) Max 5.0

Belanĉevine u bezmasnoj suvoj materiji (g/100g) Min 34.0

Stepen kiselosti rekonst. 9 g u 100 ml vode (oSH) Max 8.5

Rastvorljivost % 98


[39]

1.5. Lešnik pasta – proizvoĊaĉka specifikacija data je u Tabeli 15

Tabela 15. Fiziĉke i hemijske osobine lešnik paste


Suva materija % 98


0C

Mast (g/100g) 61

Slobodne masne kiseline (% oleinske kiseline) max 1%

1.6. Sojino mleko u prahu – proizvoĊaĉka specifikacija data je u Tabeli 16

Tabela 16. Proseĉan sastav sojinog mleka u prahu

Sastav Vrednosti

Ugljeni hidrati (%) 18.50

Proteini (%) 44

Masti (%) 26

Zasićene masne kiseline (%) 3.90

Trans masne kiseline i holesterol -

Dijetetska vlakna (%) 1.50

Kalcijum (mg) 127

Vlaga (%) 4

Pepeo (%) 6

Kalorije (kcal;kJ) 486; 2026.62

1.7. Lecitin– proizvoĊaĉka specifikacija data je u Tabeli 17

Tabela 17. Fiziĉke i hemijske osobine lecitina

Karakteristika Opis/vrednost

Konzistencija plastiĉna

Boja ćilibarno braon

Miris i ukus svojstven proizvodu

Izgled viskozna poluĉvrsta masa

Kiselinski broj max 26 mg KOH/g

Peroksidni broj max 5 meqO2/kg

Energetska vrednost 100 g proizvoda 3.400 kJ (812 kcal)

Vlaga i isparljive materije max 1%

Materije nerastvorne u acetonu max 65%

Supstance nerastvorljive u toluenu max 0.3%


[40]

2. METODE RADA

2.1. Plan eksperimenta

Eksperimentalni deo je podeljen u dve faze:

I FAZA: Optimizacija parametara proizvodnje ĉokoladne mase sa 20% kravljeg mleka u

prahu u laboratorijskom kugliĉnom mlinu

II FAZA: Proizvodnja ĉokoladne mase sa 0 %, 15%, 20% sojinog mleka u prahu

Plan eksperimenata za I fazu doktorske teze je dat u Tabeli 18., a II u Tabeli 19.

Tabela 18. Plan eksperimenta I faze doktorske disertacije

EKSPERIMENT 1

M (kg) 25 30 35

T (min) 120

Vrsta i koliĉina

emulgatora A

EKSPERIMENT 2

M (kg) 30

T (min) 30 60 90 120

Vrsta i koliĉina

emulgatora A

EKSPERIMENT 3

M (kg) 30

T (min) 30 60 90 120

Vrsta i koliĉina

emulgatora A B C A B C A B C A B C

* Koliĉina emulgatora je raĉunata na ukupnu masu sirovina

Eksperiment 1 = Optimizacija mase kuglica u kugliĉnom mlinu

Eksperiment 2 = Optimizacija vremena zadrţavanja ĉokoladne mase u kugliĉnom mlinu

Eksperiment 3 = Optimizacija vrste i koliĉine emulgatora

A = 0.5% lecitin

B = 0.2% PGPR i 0.3% lecitin

C = 0.3% PGPR i 0.2% lecitin

M – masa kuglica u kugliĉnom mlinu, (kg)

T – vreme mlevenja, (min)

Kvalitet ovako dobijene mleĉne ĉokoladne mase je odreĊen merenjem sledećih

parametara: vlaga, veliĉina najkrupnije kakao ĉestice, prinosni napon i viskozitet po Cassonu.


[41]

Dobijeni rezultati su uporeĊeni sa izmerenim parametrima mleĉne ĉokoladne mase koja je

proizvedena po standardnom postupku proizvodnje. Sirovinski sastav obe mleĉne ĉokoladne

mase je identiĉan. Dobijeni optimalni parametri za proizvodnju ĉokolade na kugliĉnom mlinu,

korišćeni su u drugoj fazi doktorske disertacije.

Tabela 19. Plan eksperimenta II faze doktorske disertacije

EKSPERIMENT 1

Ĉokoladna masa sirovinskog sastava 1 R1

Temperatura (⁰C) 26 28 30

Vreme mlevenja (min) 30 60 90

EKSPERIMENT 2




EKSPERIMENT 1




R1 (20% kravljeg mleka u prahu, bez sojinog mleka)

R2 (15% sojinog mleka u prahu, bez kravljeg mleka)

R3 (20% sojinog mleka u prahu, bez kravljeg mleka)

Eksperimenti su izvedeni prema faktorskom planu 32 – promena dve promenljive

(koncentracija sojinog mleka i temperature pretkristalizacije) na tri nivoa.

2.2 Priprema ĉokoladne mase u kugliĉnom mlinu

Ĉokoladna masa je proizvedena u laboratorijskom kugliĉnom mlinu sa homogenizatorom

(kapaciteta 5 kg) domaćeg proizvoĊaĉa (Slika 12).

Odmerene sirovine za ĉokoladnu masu se istovremeno doziraju u homogenizator (izuzev

10% kakao maslaca, koji se dozira 10 minuta pre izlaska mase iz kugliĉnog mlina) u kome se

izvodi mešanje 20 minuta, pri temperaturi 50°C i brzini obrtanja mešaĉa od 50 o/min. Homogena

masa se zatim prebacuje u kugliĉni mlin, prikazan na Slici 12b. Preĉnik kuglica u mlinu je 9.1

mm a brzina obrtaja mešaĉa 50 rpm. Kugliĉni mlin je snabdeven sistemom za recirkulaciju mase,

ĉija brzina je 10 kg/h. Unutrašnji preĉnik kugliĉnog mlina je 0.250 m, a visina 0.31 m.

Zapremina prostora za kuglice i ĉokoladnu masu od 5 kg je 0.0152 m3.


[42]

(a) (b)

Slika 12. Laboratorijski kugliĉni mlin (a) sa homogenizatorom (b)

2.3 Hemijska analiza ĉokoladne mase

Osnovni hemijski sastav ĉokoladne mase je odreĊen primenom standardnih AOACC

metoda prikazanih u Tabeli 20 (107).

Tabela 20. Hemijske metode za odreĊivanje hemijskog sastava ĉokoladne mase

Pokazatelji kvaliteta Metoda/princip

Vlaga (%) Termogravimetrijski

Ukupna mast (% s.m.) Soxhlet metoda

Proteini (% s.m.) Kjeldal metoda

Ugljeni hidrati (% s.m.) Polarimetrijski

Kakao delovi (% s.m.) Spektrofotometrijski

Bezmasni kakao delovi (% s.m.) Spektrofotometrijski

Mleĉna mast (% s.m.) Metoda polumikrobroja

Saharoza (% s.m.) Polarimetrijski

Laktoza (% s.m.) Jodometrijska titracija

Aminokiselinski sastav Jonska hromatografija

Energetska vrednost (kcal) Raĉunski

Energetska vrednost (kJ) Raĉunski

2.4 Pretkristalizacija ĉokoladne mase

Pretkristalizacija je izvedena u laboratorijskom pretkristalizatoru - modifikovanom

Brabenderovom farinografu (Slika 13), u kome je originalna mešalica spojena preko dvosmernih

slavina sa dva ultratermostata (107).


[43]

Slika 13. Šema laboratorijskog pretkristalizatora sa mernim senzorom obrtnog momenta

A – termostat 1 – mešalica 3 – dinamometar 5 – protiv teg

B – termostat 2 – elektromotor 4 – poluge 6 – pisaĉ

7 – koĉnica

Na taj naĉin se postiţe trenutna promena temperature u mesilici i za pola minuta u

obraĊivanoj ĉokoladnoj masi. Merni senzor pretkristalizatora registruje obrtni momenat na

mesilici izazvan silom unutrašnjeg trenja uzorka koji se meša. Zbog toga ovaj pretkristalizator

istovremeno predstavlja i reološki instrument.

Tok pretkristalizacije se prati indirektno preko promene unutrašnjeg otpora koji pruţa

masa pri mešanju i koji se registruje na dijagramu vreme/otpor. Kada se radi u promenljivom

temperaturnom reţimu dijagram se oznaĉava terminom-termoreogram. Veliĉina obrtnog

momenta je proporcionalna unutrašnjem otporu odnosno viskozitetu i zavisi od stepena

kristalizacije ispitivane ĉokoladne mase.

Termoreološki i vremenski parametri koji karakterišu tok kristalizacije ispitivane mase po

odreĊenim fazama pretkristalizacije, odreĊuju se na osnovu karakteristiĉnih taĉaka

termoreograma (Slika 14).

Karakteristiĉni parametri termoreograma :

τ1 - vreme nukleacije (min)

τ2 - vreme do postizanja maksimalnog obrtnog momenta (min)

Mo - vrednost obrtnog momenta ĉokoladne mase u fazi pripreme (Nm)

Momax

- vrednost maksimalnog obrtnog momenta na temperaturi pretkristalizacije (Nm)

Moobl

- vrednost obrtnog mementa temperirane - pretkristalisane mase (Nm)


[44]

Slika 14. Promena obrtnog momenta u toku pretkristalizacije ĉokoladne mase

Laboratorijska pretkristalizacija se sastoji od šest faza:

1. Faza pripreme - uzorci ĉokoladne mase, prethodno istopljeni, dodaju se u mesilicu

pretkristalizatora (tako da noţevi iste budu pokriveni ĉokoladnom masom), koji je

prethodno zagrejan na 55°C i temperiraju 30 minuta u stanju mirovanja, a zatim još

30 minuta na istoj temperaturi uz mešanje i pri ukljuĉenom pisaĉu.

2. Pretkristalizacija ĉokoladne mase izvodi se brzom promenom temperature u

pretkristalizatoru od 55°C na ţeljenu temperaturu pothlaĊivanja (26, 28, ili 30°C) i

mešanjem 5 min nakon postizanja maksimalnog obrtnog momenta.

3. Zagrevanje ĉokoladne mase izvodi se promenom temperature na 35°C i masa se meša

30 minuta nakon postizanja konstantne vrednosti obrtnog momenta, ĉime se proces

pretkristalizacije završava.

4. Uzorci ĉokoladne mase se oblikuju izlivanjem u kalupe dimenzija 80 mm x 80 mm x

8 mm. Kalupi su prethodno zagrejani na temperaturu oblikovanja 32°C.

5. Završna kristalizacija (oĉvršćavanje) izvodi se hlaĊenjem u komori termostata na

temperaturi 18°C u trajanju od 120 minuta.

6. Nakon vaĊenja iz kalupa, laboratorijski uzorci ĉokolade se umotaju u aluminijumsku

foliju i ĉuvaju na 20°C radi stabilizacije. Kvalitet laboratorijski pripremljenih uzoraka

se ispituje sedam dana nakon stabilizacije.

2.5 Reološke karakteristike ĉokoladne mase

Reološka merenja izvedena su na rotacionom viskozimetru Haake Rheo Stress 600 (Slika

15) koji je povezan sa termostatom radi odrţavanja temperature. Prilikom ispitivanja uzoraka

korišćen je pribor Z20 DIN (107)


[45]

Slika 15. Rotacioni viskozimetar Haake Rheo Stress 600

Ĉokoladna masa uzeta sa pretkristalizatora sipa se u spoljni cilindar viskozimetra.

Merenja su izvedena pri temperaturi od 40°C. Krive proticanja odreĊene su merenjem

histerezisnih petlji (krive τ–napon smicanja u zavisnosti od D-brzine smicanja) u opsegu brzine

smicanja od 1-60 1/s. Brzina smicanja povećavana je od 1-60 1/s u trajanju od 240 sekundi,

zatim je odrţavana 60 sekundi na maksimalnoj brzini od 60 1/s, a smanjivanje brzine smicanja

od 60-1 1/s takoĊe je trajalo 240 sekundi.

Dinamiĉka oscilatorna merenja primenjena su za praćenje modula elastiĉnosti G' i

modula viskoznosti G", koji se odreĊuju u linearnom viskoelastiĉnom reţimu (LVE). Napon

smicanja je povećavan od 0.1-10 Pa i praćene su promene vrednosti G' i G" pri konstantnoj

frekvenciji od 1 Hz (ω= 6.28 rad/s). Na osnovu odreĊenog LVE reţima definisani su uslovi

merenja, odnosno dinamiĉka oscilatorna merenja izvedena su variranjem vrednosti ω (ugaona

brzina) od 6.28-62.8 rad/s (frekvencija 1-10 Hz) pri konstantnoj vrednosti napona smicanja od 5

Pa, a odreĊeni su moduli G' i G".

OdreĊivanje reololoških osobina Creep & recovery testom (test puzanja) se takoĊe

izvodi u LVE reţimu u kome amplituda deformacije proporcionalno odgovara amplitudi

primenjenog napona smicanja. Konstantni primenjeni napon smicanja tokom faze puzanja bio je

5 Pa tokom vremena od 150 s. Nakon delovanja ĉokoladna masa se oporavljala 450 s.

2.6 Sadrţaj ĉvrstih triglicerida u ĉokoladi

Sadrţaj ĉvrstih triglicerida u ĉokoladi je odreĊen na Bruker minispec 20 mq NMR

aparatu u laboratoriji Industrije ulja i biljnih masti «Dijamant» u Zrenjaninu.


[46]

NMR aparat je povezan sa PC raĉunarom što omogućava primenu i kontrolu

odgovarajućeg reţima rada. Kalibracija aparata se izvodi svakodnevno radi usklaĊivanja faktora

sa uslovima analize. Nakon kalibracije izvodi se merenje SĈT pripremljenih uzoraka ĉokolade.

Za odreĊivanje SĈT je korišćen jedan puls i vremenski interval izmeĊu dva pulsa (trigger time)

od 6 sekundi. Priprema uzoraka je izvedena primenom interne Karlshamns metode (Slika 16).

Ĉokolada se paţljivo iseĉe na komadiće, stavi u test epruvete i sabije štapićem na ţeljenu

radnu visinu. Epruvete se ĉuvaju u ledenom vodenom kupatilu 90 minuta i zatim 10 minuta

temperiraju na prvoj mernoj temperaturi (10°C). Nakon toga se meri teĉni signal pomoću pulsne

NMR tehnike. Isti postupak se ponavlja na svim radnim temperaturama (20, 25, 27.5, 30, 32.5,

35, 40°C) uz oĉitavanje SĈT. Uporedo se oĉitava teĉni signal sojinog ulja, kao standarda u

odnosu na koji se izvodi odreĊivanja SĈT, temperiranog na 60°C i na svim radnim

temperaturama. SĈT ĉokolade se raĉuna iz razlike teĉnog signala uzorka i sojinog ulja.

Slika 16. OdreĊivanje sadrţaja ĉvrstih triglicerida u uzorcima ĉokolade-Karlshamns metoda (93)

Sadrţaj ĉvrstih triglicerida uzoraka se dobija izraĉuvanjem iz formule:

SĈTt = 100-100 (lt su60 / l60 sut)

SĈTt - sadrţaj ĉvrstih triglicerida (%) na mernoj temperaturi

lt - teĉni signal uzorka na mernoj temperaturi

l60 - teĉni signal uzorka na 60°C

sut - teĉni signal sojinog ulja na mernoj temperaturi

su60 - teĉni signal sojinog ulja na 60°C


[47]

Za crtanje krivih zavisnosti SĈT od temperature ispitivanih uzoraka ĉokolade korišćen je

programski paket Origin 5.0, Microcal Software Inc., USA

2.7 Toplotne karakteristike ĉokolade

Toplotne karakteristike masti su odreĊene praćenjem faznih prelaza metodom

diferencijalne skenirajuće kalorimetrije (DSC).

Eksperimenti su izvoĊeni na DSC ureĊaju Q20 kompanije TA Instruments (Slika 17).

Eksperimentalni rezultati su obraĊeni matematiĉkim metodama, zahvaljujući naprednom

softveru, koji je sastavni deo ureĊaja. Ispitivanje uzoraka moţe biti izvedeno u atmosferi azota

(inertna atmosfera) ili u atmosferi kiseonika. U ovom ogledu, ispitivanja su izvedena u atmosferi

kiseonika.

OdreĊivanje faznih prelaza u atmosferi azota: pomoću analitiĉke vage, sa taĉnošću od pet

decimala, izmeri se 10 mg uzorka u ĉuniću. Ĉunić sa izmerenim uzorkom se stavi u kalup, zatim

se stavi poklopac ĉunića. Kalup sa uzorkom postavi se u presu i laganim okretanjem poluge za

180° ispresuje se ĉunić sa uzorkom. Na indentiĉan naĉin se pripremi i referentni ĉunić (ĉunić bez

uzorka). Pripremljeni ĉunić sa uzorkom obavezno se postavi na mesto do operatora, dok

referentni uzorak ide bliţe instrumentu. Uzorci se izlaţu brzini zagrevanja od 5°C/min, u oblasti

temperatura od 25-55°C. Prati se zavisnost protoka toplote od temperature.

Slika 17. DSC ureĊaj

OdreĊivanje faznih prelaza u atmosferi kiseonika: pomoću analitiĉke vage, sa taĉnošću

od pet decimala, izmeri se 8 mg uzorka u ĉuniću. Zbog rada u atmosferi kiseonika na ĉunić se ne

stavlja poklopac, niti se presuje pomoću ruĉne prese. Referentni ĉunić nije potreban. Uzorci se


[48]

izlaţu brzini zagrevanja od 2°C/min, u oblasti temperatura od 25-55°C, zatim istom brzinom od

2°C/min se hlade od 55-25°C. Prati se zavisnost protoka toplote od temperature.

2.8 Teksturalne karakteristike ĉokolade

OdreĊivanje teksturalnih karakteristika izvedeno je na aparatu Texture Analyser po

originalnoj metodi 3-Point Bending Rig HDP/3PB (Slika 18). Radni uslovi su:

merna ćelija: 5 kg

temperatura: 20°C

brzina cilindriĉne sonde pre analize: 1.0 mm/s

brzina cilindriĉne sonde tokom analize: 3.0 mm/s

brzina cilindriĉne sonde nakon analize: 10.0 mm/s

udaljenost: 40 mm

merenje teksture je izvršeno u 3 ponavljanja

Na radnu površinu smešta se osnova i paţljivo uĉvrsti pomoću šrafova koji se nalaze na

ploĉi. Dva oslonca se podese na odgovarajuću udaljenost tako da mogu da pridrţavaju uzorak.

Podešava se poloţaj koji omogućava da noţ bude podjednako udaljen od oba oslonca. Meri se

jaĉina sile koja dovodi do preloma ĉokolade.

Slika18. Teksturometar - HDP/3PB

2.9 Test sivljenja ĉokolade (ciklo-termo test 32/20°C)

Test sivljenja se sastoji u termiĉkom tretmanu uzoraka ĉokolade, koji dovodi do ubrzanog

sivljenja. Uzorak ĉokolade se naizmeniĉno zagreva na 32°C i zatim hladi na 20°C, svakih 12

sati. Jedan ciklus zagrevanja i hlaĊenja (32/20°C) traje 24 sata. Ciklusi 32/20°C se ponavljaju do


[49]

potpunog sivljenja uzoraka. Nakon svakog ciklusa se vizuelno oceni površina tretiranog uzorka

ocenom:

"-" – nema sivljenja

"•" – slabo zamućena boja površine

"+" – slabo siva

"++" – siva

"+++" – jako siva

"++++" – potpuno siva

Pored vizuelnog praćenja promene boje površine uzoraka ĉokolade, za svaku uoĉenu

promenu primenjena je i instrumentalna metoda merenja boje pomoću aparata Chroma Meter

CR-400, MINOLTA, Japan. Boja se odreĊuje na osnovu principa aditivnog mešanja osnovnih

boja. Pre merenja se izvrši kalibracija sa odgovarajuĉim standardima bele boje ili obojenim

standardima ĉija je boja najpribliţnija boji objekta ĉija se boja meri. Aparat ima i dodatni

raĉunarski deo u kome se direkno oĉitavaju pokazatelji boje. Merenjem tristimulusnih vrednosti

(X,Y,Z) koje se dobijaju propuštanjem svetlosti kroz crveni, zeleni i plavi filtar, i merenjem

koliĉine svetlosti koja se odbija o površinu uzorka, izraĉunavaju se odgovarajuća merila boje.

Tabela 21. Definisanje boje po Hunterovom sistemu

Sistem Merilo Znaĉenje

HUNTER

+aHu Uĉešće crvenog

-aHu Uĉešće zelenog

+bHu Uĉešće ţutog

-bHu Uĉešće plavog

LHu Svetloća

DEHu Ukupna razlika boja

U Hunterovom sistemu koji je primenjen u ovom radu, boja se definiše preko

odgovarajućih merila hromatiĉnosti i svetloće, što se obiĉno koristi kod definisanja svetloće boje

površine ĉokolade (Tabela 21).

2.10 Senzorna analiza ĉokolade

Senzorna analiza uzoraka ĉokolade, raĊena je sedam dana nakon stabilizacije uzoraka.

Metodom bodovanja šestoĉlana komisija je ocenama od 1 do 5 ocenila sledeće parametre


[50]

kvaliteta: spoljašnji izgled, struktura, ţvakanje, ukus i miris (Tabela P7 u prilogu VI). Dobijene

ocene pomenutih parametara pomnoţene su odreĊenim koeficijentom vaţnosti (108) i na osnovu

zbira bodova definisana kategorija kvaliteta (Tabela P7 u prilogu VI).

Primenom QDA metode ocenama od 1 do 5 ocenjene su parametri kvaliteta teksture:

ĉvrstoća, lomljivost, suvoća, lepljivost, ţilavost, gustoća i parametri topljenja: poĉetak otapanja,

brzina otapanja, hlaĊenje, topivost (Tabela P8 u prilogu VI). QDA metoda jasnije prikazuje

najvaţnije kvalitativne parametre ĉokolade.

2.11 Statistiĉka obrada rezultata

Rezultati merenja parametara kvaliteta ĉokolade su obraĊeni testiranjem statistiĉke

znaĉajnosti razlike srednjih vrednosti primenom t-testa na pragu znaĉajnosti od 95%, α = 0,05

(programski paket Statistical 8.0 i Origin 6.1). Regresionom analizom eksperimentalnih

vrednosti odabranih fiziĉkih osobina matematiĉki je definisan uticaj nezavisno promenljivih (x

i y) na pomenute zavisno promenljive (z).

Odzivna funkcija z definisana je regresionom jedaĉinom (matematiĉkim modelom)

sledećeg oblika:

z = b0 + b1x + b2y + b11x2 + b12xy + b22y

2

Gde su: b0, b1, b2, b11, b12 i b22 - koeficijenti regresije, x -temperatura pretkristalizacije

(tp), y - vreme mlevenja (τ), z -funkcija odziva odnosno karakteristiĉne vrednosti parametara

(vreme nuklecije, veliĉina maksimalnog obrtnog momenta, odnos Jv/Je, tanδ, ĉvrstoća

ĉokolade, ukupan broj bodova za senzorni kvalitet , broj ciklusa sivljenja). Koeficijenti

regresije b1 i b2 pokazuju linearni efekat nezavisnih promenljivih x i y na zavisno promenljivu

z, b11 i b22 kvadratni efekat, dok b12 ukazuje na linearnu interakciju nezavisno promenljivih.

Na osnovu dobijenih eksperimentalnih - stvarnih (ze) i teorijskih - oĉekivanih vrednosti (z

t)

izraĉunati su sledeći statistiĉki parametri: standardna greška regresije σ, p i t-vrednosti, koeficijent

determinacije i analiza varijanse odabrane regresione jednaĉine.

Standardna greška regresije definisana je jednaĉinom:

2n

)zΣ(zσ

2

te

OdreĊivanjem koeficijenta determinacije (r2) definisano je odstupanje eksperimentalnih

od teorijskih vrednosti.

Rezultati i diskusija Danica Zarić, doktorska disertacija

[51]

IV REZULTATI I DISKUSIJA

1. MLEĈNA ĈOKOLADA SA 20% MLEKA U PRAHU

PROIZVEDENA PO STANDARDNOM POSTUPKU (SM)

Ĉokoladna masa SM predstavlja etalon i vrednosti njenih parametara kvaliteta će se

porediti sa parametrima kvaliteta ĉokoladne mase proizvedene u kugliĉnom mlinu.

1.1 Hemijski sastav ĉokoladne mase

Tabela 22. Hemijski, aminokiselinski i masnokiselinski sastav ĉokoladne mase SM

SASTAV ĈOKOLADNE MASE SM

Vlaga (%) 1.10 Histidin 0.26

Ukupna mast (% s.m.) 32.41 Fenilalanin 0.37

Proteini (% s.m.) 8.76 Glutamat 2.34

Ugljeni hidrati (% s.m.) 52.98 Aspartat 1.85

Kakao delovi (%s.m.) 30.14 Cistin 0.08

Bezmasni kakao delovi (% s.m.) 4.74 Tirozin 0.50

Kakao maslac (% s.m.) 25.50 Masne kiseline %

Mleĉna mast (% s.m.) 5.20 Buterna 0.18

Sojino ulje (% s.m.) - Kapronska 0.10

Lešnik ulje (% s.m.) 1.70 Kaprilna 0.05

Emulgatori (% s.m.) 0.50 Kaprinska 0.13

Saharoza (% s.m.) 42.67 Laurinska 0.16

Laktoza (% s.m.) 10.31 Miristinska 0.57

Energetska vrednost kcal 538.64 Miristoleinska 0.05

Energetska vrednost kJ 2251.52 Pentadekanska 0.10

Aminokiselina % Palmitinska 8.33

Lizin 0.41 Palmitoleinska 0.10

Alanin 0.10 Margarinska 0.03

Treonin 0.32 Stearinska 10.02

Glicin 0.06 Oleinska 10.82

Valin 0.15 Linolna 1.55

Serin 0.29 Linolenska 0.03

Prolin 1.12 Arahidonska 0.02

Izoleucin 0.16 Gadolenska 0.05

Leucin 0.36 Behenska 0.05

Metionin 0.18


[52]

1.2 Termoreografske karakteristike ĉokoladne mase

Na Slici 19 su prikazani termoreogrami ĉokoladne mase dobijene po standardnom

odnosno tradicionalnom postupku proizvodnje u zavisnosti od temperature pretkristalizacije.

Karakteristiĉne vrednosti sa termoreograma nalaze u Tabeli P1 u Prilogu VI .

Slika 19. Termoreogram ĉokoladne mase SM u zavisnosti od temperature

pretkristalizacije (26, 28, 30°C)

Veliĉina obrtnog momenta je proporcionalna unutrašnjem otporu, odnosno viskozitetu

ĉokoladne mase i zavisi od stepena kristalizacije. Vreme do postizanja maksimanog obrtnog

momenta ukazuje na brzinu kristalizacije ĉokoladne mase. Optimalna veliĉina obrtnog momenta

je oko 250-350 x102 (Nm), što odgovara ĉokoladnoj masi SM koja je pretkristalisana na 26°C.

Povećanje temperature pretkristalizacije na 28°C produţava vreme do postizanja maksimalnog

obrtnog momenta za pribliţno 3.5 puta u odnosu na masu SM-26. Dalje povećanje temperature

pretkristalizacije nema uticaja na promenu veliĉine obrtnog momenta.

Ĉokoladna masa SM-30 je iskristalisala neznatno pre ĉokoladne mase koja prekristalisana

na temperaturu od 28°C. Obe ĉokoladne mase SM-28 i SM-30 imaju i pribliţno identiĉne

veliĉine obrtnog momenta.


[53]


Uticaj temperature pretkristalizacije na sadrţaj ĉvrstih triglicerida u ĉokoladnoj masi SM

je prikazan na Slici 20. Oblik krive, odgovara obliku krive SĈT za kakao maslac, s tim što su

vrednosti nešto niţe usled prisustva mleĉne masti. Krive SĈT-a ĉokoladnih masa koje su

pretkristalisane na 26 i 30°C se meĊusobno potpuno podudaraju kroz ĉitav merni interval.

Neznatno niţi sadrţaj ĉvrstih triglicerida ima ĉokoladna masa prekristalisana na 28°C u intervalu

od 15-27°C. Visok sadrţaj SĈT na temperaturi od 30°C, a i višim ukazuje na stabilnost

proizvoda pri zagrevanju. SĈT ispod 25°C ukazuje na ĉvrstoću proizvoda. Niţe vrednosti SĈT

kod ĉokolade SM pretkristalisane na 28°C u mernom intervalu 15-25°C, ukazuju na niţu

ĉvrstoću te ĉokolade.

Slika 20.Kriva SĈT ĉokoladne mase SM u zavisnosti od temperature pretkristalizacije

(26, 28 i 30°C)

1.4. Reološke karakteristike ĉokoladne mase

Prikaz izmerenih reoloških parametara u ĉokoladnoj masi SM nalaze se u Tabeli 23.

Ĉokoladna masa se svrstava u pseudoplastiĉna tela i pokazuje osobine tiksotropije i

reopeksije.

Reološke osobine izuĉavaju se merenjem napona smicanja pri postepenom povećanju

brzine smicanja do maksimalno postignute vrednosti i zatim pri postepenom smanjivanju brzine


[54]

smicanja. Uzlazna i silazna kriva proticanja se za tiksotropnu ĉokoladnu masu ne poklapaju i

naponi smicanja imaju veće vrednosti pri uzlaznom merenju.

Tabela 23. Reološki parametri pretkristalisane ĉokoladne mase SM

Ĉokoladna masa SM

Temperatura pretkristalizacije 30°C 28°C 26°C

Viskozitet (Pas) 3.773 3.441 3.879

Prinosni napon (Pa) 9.918 9.246 9.709

Površina tiksotropne petlje (Pa/s) 2185 2004 1473

U uslovima povećanja brzine smicanja postepeno se narušava strukturiranost suspenzije

ĉokoladne mase, odnosno razrušavaju se uzajamne veze elemenata prostorne rešetke. Pri

povratnom merenju, kada se brzina smicanja postepeno smanjuje, jaĉaju meĊumolekulske sile i

orijentisane ĉvrste ĉestice se meĊusobno pribliţavaju. MeĊutim, broj ponovo uspostavljenih veza

manji je od broja razrušenih veza pri uzlaznom smicanju, što daje rezultat u manjem otporu.

Veliĉina površine tiksotropne petlje zavisi od sirovinskog sastava ĉokoladne mase,

odnosa ĉvrste i masne faze, temperature ĉokoladne mase, veliĉine dejstva sile i vremena

mešanja. Površina petlje je merilo gubitka energije veza koje su razrušene tokom smicanja, a

takoĊe je i merilo tiksotropnih promena unutar datog sistema, zato i ima dimenzije energije.

Sistem je vremenski nezavisan, tj. pseudoplastiĉan, ako je površina tiksotrone pelje jednaka nuli.

Površina tiksotropne petlje ĉokoladne mase SM je izuzetno mala, bez obzira na

primenjenu temperaturu pretkristalizacije (Slika 21). Temperatura pretkristalizacije nema većeg

uticaja na napon smicanja odnosno u ĉitavom intervalu brzina smicanja, vrednosti za napon

smicanja se kod uzoraka SM pretkristalisanih na 26°C i 30°C poklapaju, dok se neznatno

smanjuju kod sistema pretkristalisanog na 28°C.

Temperatura pretkristalizacije utiĉe na promenu viskoziteta, prinosnog napona i površine

tiksotropne petlje ĉokoladne mase SM. Ovoj ĉokoladnoj masi odgovara temperatura

pretkristalizacije od 28°C, odnosno pri ovim uslovima se postiţu najmanje vrednosti za prinosni

napon, viskozitet i površinu tiksotropne petlje.


[55]

Slika 21.Uticaj temperature pretkristalisanja na vrednost napona smicanja ĉokoladne mase SM

Kriva puzanja

Podaci dobijeni iz testa krive puzanja koji se izvodi u linearnom viskoelastiĉnom reţimu

(LVE) u kome amplituda deformacije proporcionalno odgovara amplitudi primenjenog napona

smicanja nalaze se u Tabeli 24. Konstantni primenjeni napon smicanja tokom faze puzanja bio je

5 Pa tokom vremena od 150 s. Faza oporavka je 450 s.

Tabela 24. Reološki parametri krive puzanja ĉokoladne mase SM nakon pretkristalizacije

ĈOKOLADNA MASA SM

FAZA PUZANJA FAZA OPORAVKA

⁰C

J0

[Pa-1

]

J

[Pa-1

]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jmax

[Pa-1

]

J0

[Pa-1

]

J1

[Pa-1

]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Je o

[Pa-1

] Je/Jmax

[%]

Jv/Jmax

[%]

26 0.0003 0.0086 7877.0 87.7 0.0263 0.0000 0.0004 0.00 280.9 0.0004 1.60 98.40

28 0.0477 0.2997 226.4 89.4 0.9393 0.0000 0.0033 689.3 280.6 0.0033 0.36 99.64

30 0.0161 0.2770 175.6 64.1 0.8711 0.0002 0.0029 676.1 255.2 0.0031 0.35 99.65

Ĉokoladna masa dobijena standardnim postupkom je reološki sistem koji se ponaša

iskljuĉivo kao viskozno-nenjutnovska teĉnost. Odnos elastiĉnih i viskoznih deformacija u

pretkristalisanoj ĉokoladnoj masi SM prikazane su na Slici 22. Slika potvrĊuje tezu da ĉokoladna

masa nema elemente elastiĉnih svojstava.


[56]

Slika 22. Krive puzanja ĉokoladne mase SM u zavisnosti od temperature pretkristalizacije

Jasniji prikaz vidimo na Slici 23 koja prikazuje uticaj temperature pretkristalizacije na

odnos elastiĉnog odziva i viskoznog odziva. Vrlo malo elastiĉnog odziva (Je/ Jmax) -1.6% ima

ĉokoladni sistem koji je pretkristalisan na 26°C, jer niska temperatura pretkristalizacije dovodi

do lošijeg pakovanja kristala, pa je odzivni signal registrovan kao neznatno elastiĉan.

Slika 23.Uticaj temperature pretkristalizacije na vrednost odnosa elastiĉnog odziva (Je) i

viskoznog odziva (Jv) i Jmax ĉokoladne mase SM

Oscilatorna merenja

Prilikom odreĊivanja viskoelastiĉnih osobina (elastiĉnog G' i viskoznog G" modula) pri

niskim amplitudama napona obezbeĊena je stabilnost unutrašnje strukture ĉokolade. Na osnovu

odreĊenog LVE reţima, dinamiĉka oscilatorna merenja izvedena su variranjem vrednosti ugaone


[57]

brzine od 6.28 - 62.8 rad/s (frekvencija 1-10 Hz) pri konstantnoj vrednosti napona smicanja od 5

Pa. Pri oscilatornim merenjima prati se promena elastiĉnog i viskoznog modula u odnosu na

napon smicanja. Prateći tanδ tj, faktor gubitka, moţemo uoĉiti da li se radi o elastiĉnoj ili

viskoznoj prirodi sistema. Elastiĉnu prirodu pri oscilatornom merenju karakteriše tanδ < 1, dok je

za viskoznu prirodu tanδ > 1.

Sa povećanjem ugaone brzine uoĉena je dominacija viskoznog modula nad elastiĉnim

modulom što ukazuje na postojanje sol strukture. Zavisnost viskoelastiĉnih osobina od ugaone

brzine ilustruje Slika 24, na kojoj su prikazane promene viskoznog (G") i elastiĉnog (G') modula

uzoraka ĉokoladne mase SM, a faktori gubitka prikazani u Tabeli 25.

Slika 24. Uticaj temperature pretkristalizacije na vrednost modula viskoznosti (G") i modula

elastiĉnosti (G') ĉokoladne mase SM

Faktor gubitka je uvek veći od 1 i moţemo zakljuĉiti da su prisutni iskljuĉivo viskozni

moduli u ĉokoladnoj masi SM.

Tabela 25. Veliĉine faktora gubitka za ĉokoladnu masu SM nakon pretkristalizacije

⁰C SM tanδ=G"/G'

26 4.415

28 2.929

30 9.557


[58]

1.5 Toplotne karakteristike ĉokolada

Toplotne karakteristike ĉokoladne mase SM-temperatura (Tt) i promene entalpije

topljenja (ΔHmet) prikazane su u Tabeli 26. Po Busfield-u i Proschago-u (109) dominantno

prisustvo triglicerida visoke taĉke topljenja: tristearat (SSS), 2-oleodistearin (SOS), 2-oleo

palmitostearin (POS), 2-palmitopalmitostearin i PPS i 2-oleodistearin (SOS) utiĉe na povećanje

taĉke topljenja. Uzorci mleĉne ĉokolade dobijeni standardnim postupkom imaju širok

temperaturni interval topljenja. Sa povećanjem temperature pretkristalizacije ΔH se smanjuje.

Tabela 26. Toplotne karakteristike ĉokoladne mase SM

Uzorak Tonset

(oC)

Tend

(oC)

Tpeak

(oC)

Tindex

(oC)

ΔHmelt

(J/g)

Veliĉina

ĉestice

(μm)

SM-26 27.73 36.39 33.63 8.66 24.00

80

SM-28 26.43 34.84 32.80 8.41 23.84

SM-30 27.43 41.21 35.24 13.78 21.49

Najveću vrednost entalpije pokazuje ĉokoladna masa pretkristalisana na 26°C, što

ukazuje na najjaĉe primarne i sekundarne veze u trodimenzionalnoj mreţi ĉvrstih kristala masne

faze ĉokoladne mase. Razlike u jaĉini veza verovatno su posledica razliĉitog polimorfnog oblika

koji dominantno nastaje tokom kristalizacije kakao maslaca. Promena entalpije ĉokoladne mase

SM je u skladu sa rezultatima porasta veliĉine obrtnog momenta i porasta SĈT. TakoĊe, kod

SM-26 je uoĉen i elastiĉni odzivni signal.

Maksimalna temperatura topljenja ĉokoladne mase SM je oko 33°C, što prikazuje Tpeak.

Ĉokoladna masa SM-30 ima veliku vrednost Tindex i Tend što ukazuje da na temperaturi

pretkristalizacije od 30°C dolazi do obrazovanja kristalne rešetke sa slabim primarnim i

sekundarnim vezama usled prisustva velike koliĉine teĉnih triglicerida.

Karakteristiĉne DSC krive zavisnosti protoka toplote od temperature ĉokoladne mase

koja ima najveću vrednost ΔHmet SM-26 prikazuje Slika 25.

Prisustvo manjih prevojnih taĉaka, pored karakteristiĉnog pika topljenja na DSC krivoj je

posledica višestepene kristalizacije, odnosno kristalizacije masti u više polimorfnih oblika.


[59]

Slika 25. Zavisnost protoka toplote od temperature za ĉokoladnu masu SM-26

1.6 Teksturalne karakteristike ĉokolada

Eksperimentalni rezultati merenja ĉvrstoće ĉokolade SM na aparatu Texture Analyser po

originalnoj metodi 3-Point Bending Rig HDP/3PB u funkciji temperature pretkristalizacije dati

su u tabeli P6 u prilogu VI, a grafiĉki prikaz se nalazi na Slici 26.

Slika 26. Uticaj temperature pretkristalizacije na ĉvrstoću ĉokolade SM

Povećanje temperature pretkristalizacije, dovodi do smanjenja sile potrebne za prelom

ĉokolade, što je u skladu sa rezultatima veliĉine obrtnog momenta i SĈT.


[60]

1.7 Test sivljenja ĉokolada

Rezultati testa sivljenja 32/20°C u zavisnosti od temperature pretkristalizacije ĉokoladne

mase SM dati su na Slici 27.

Najveću otpornost na sivljenje, odreĊenu kao broj ciklusa do prvih znakova sivljenja kao

i ukupan broj ciklusa do potpunog sivljenja proizvoda, pokazuju uzorci ĉokolade pretkristalisani

na 26°C. Standardna mleĉna ĉokoladna masa ukoliko se pretkristališe na 28°C i 30°C potpuno

posivi za 19 dana, a na 26°C za 21 dan. Primećeno je da su svi uzorci, bez obzira na primenjenu

temperaturu pretkristalizacije neotporni na test sivljenja.

Nema sivljenja

Slabo zamućena boja površine

Slabo siva

Siva

Jako siva

Potpuno siva

Slika 27. Dinamika sivljenja uzoraka ĉokolade SM -Test sivljenja 32/20°C

Na Slici 28 prikazani su histogrami vrednosti za svetloću po Hunteru (Lhu) ispitivanih

uzoraka ĉokolade pre i posle testa sivljenja 32/20°C u zavisnosti od vremena mlevenja i

temperature pretkristalizacije ĉokoladne mase. Izmerene vrednosti prvog, petog, dvanaestog i

dvadesetdrugog dana se nalaze u Tabeli P16, Priloga VI. UporeĊivanjem ovih vrednosti dobija se

kompletniji uvid u dinamiku sivljenja ispitivanih uzoraka ĉokolade.


[61]

Rezultati odreĊivanja svetloće po Hunteru su potvrdili rezultate vizuelnog praćenja

promena boje površine ĉokolade. Uzorak pretkristalisan na 26°C pokazuje najbolju otpornost

prema sivljenju i najmanju promene u svetloći pre i nakon testa sivljenja.

Slika 28. Histogram vrednosti za svetloću po Hunteru (Lhu) ispitivanih ĉokolada SM pre i posle

testa sivljenja u zavisnosti od temperature pretkristalizacije ĉokoladne mase


Fotografski snimci svih ispitanih uzoraka ĉokolade koje su dobijene oblikovanjem

ĉokoladne mase SM, prikazani su na Slici 29.

SM 26 SM 28 SM 30

Slika 29. Fotografski snimak ĉokolade SM


[62]

Ĉokoladna masa proizvedena standardnim postupkom, a pretkristalisana na 30°C daje

ĉokoladu odgovarajućeg odnosno vrlo dobrog senzornog kvaliteta (visok sjaj površine,

sitnozrnasta struktura, školjkast prelom i odgovarajući ukus i miris).

Spoljašnja svojstva ove ĉokolade su znatno bolja u odnosu na ĉokolade sa primenjenom

temperaturom pretkristalizacije od 26 i 28°C. Ovako dobre senzorne karakteristike su posledica

optimalnih viskoznih osobina i odgovarajuće pretkristalizacije kakao maslaca.

Rezultati senzorne ocene nalaze se u Tabeli 27. Ĉokolada SM-28 ima najlošiji prelom i

najmanji zbir ponderisanih bodova, dok ĉokolada pretkristalisana na 26°C ima izrazito najbolji

prelom, što je rezultat porasta SĈT-a i ĉvrstoće ĉokolade.

Tabela 27. Uticaj temperature pretkristalizacije na ocenu senzornog kvaliteta ĉokolada SM

Faktor kvaliteta Fakt.

znaĉaja

Temperature pretkristalizacije (⁰C)

SM

26 28 30

Spoljašnja svojstva 0.10 0.19 0.28 0.42

Prelom, struktura 0.15 0.62 0.49 0.59

Ţvakanje 0.20 0.60 0.65 0.76

Miris 0.20 0.72 0.68 0.68

Ukus 0.35 1.32 1.20 1.23

Zbir ponderisanih bodova 3.42 3.29 3.67

Kategorija kvaliteta D D VD

O – odliĉan (4.5-5.0) VD – vrlo dobar (3.5-4.5)

D – dobar (2.5-3.5) NO – ne odgovara (<2.5)

Dobijeni rezultati QDA metodom su u skladu sa senzornom ocenom ispitivanih uzoraka

ĉokolade (Slika 30).

Optimalne osobine strukture i ţvakanja odnosno otapanja u ustima, se dobijaju pri

temperaturi pretkristalizacije od 30°C. Uzorci pretkristalisani na niţim temperaturama

pretkristalizacije imaju bolje osobine ĉvrstoće i lomljivosti.


[63]

1. Ĉvrstoća 4. Lepljivost 7. Osobine otapanja 10. HlaĊenje

2. Lomljivost 5. Ţilavost 8. Poĉetak otapanja 11. Topivost

3. Suvoća 6. Gustoća 9. Brzina otapanja

Slika 30. Uticaj temperature pretkristalizacije na senzornu ocenu ĉokolade SM-QDA metodom

2. OPTIMIZACIJA USLOVA PROIZVODNJE MLEĈNE

ĈOKOLADE U KUGLIĈNOM MLINU

U prvoj fazi eksperimentalnog rada u ĉokoladnoj masi R1 je vršena optimizacija

parametara proizvodnje: mase kuglica, vremena mlevenja i koliĉine i vrste emulgatora. Isti

sirovinski sastav kao i sirovine su se koristile pri proizvodnji ĉokolade po standardnom postupku

(SM), kako bi dobijeni parametri bili uporedivi.

2.1 Optimizacija mase kuglica

Tokom prvog dela ove faze eksperimenta varirana je masa kuglica dok je vreme mlevenja

bilo konstantno i iznosilo 120 minuta (izabrano je prema literaturnim podacima (1)) i koristio se

jedan emulgator i to lecitin u koliĉini od 0.5% raĉunato na ukupnu masu sirovina. Rezultati

odreĊivanja prinosnog napona, viskoziteta, veliĉine najkrupnijih kakao ĉestica i vlage ĉokoladne

mase u zavisnosti od mase kuglica u kugliĉnom mlinu su prikazani u Tabeli 28.

Povećanje mase kuglica u kugliĉnom mlinu dovodi do većeg stepena usitnjenosti ĉvstih

ĉestica, što ima za posledicu povećanje prinosnog napona i viskoziteta ĉokoladne mase u odnosu


[64]

na masu proizvedenu standardnim postupkom. Uticaj mase kuglice je znatno izraţeniji na

viskozitet mleĉne ĉokoladne mase nego na prinosni napon. Vlaga ĉokoladne mase se ne menja

primenom novog postupka usitnjavanja u odnosu na klasiĉni. Povećanje mase kuglica takoĊe

nema uticaja na promenu ovog parametra.

Tabela 28. Uticaj mase kuglica u kugliĉnom mlinu na reološke parametre, veliĉinu

najkrupnijih kakao ĉestica i vlagu mleĉne ĉokoladne mase

M [kg] τ0 [Pa] η [Pas] P [Pa/s] D [μm] V [%]

25 18.49 9.410 6906 66.07 1.11

30 18.82 9.915 4670 64.24 1.13

35 20.23 9.749 5326 55.95 1.08

SM 18.04 5.037 1492 80 1.1

M – masa kuglica u kugliĉnom mlinu, [kg]

T – vreme mlevenja, [min]

τ0 – prinosni napon, [Pa]

η – viskozitet po Cassonu, [Pas]

D – veliĉina najkrupnijih kakao ĉestica, [µm]

V – vlaga, [%]

SM - Masa proizvedena standardnim postupkom

P - površina tiksotropne petlje, [Pa/s]

Mleĉna ĉokoladna masa dobijena u kugliĉnom mlinu, bez obzira na primenjenu masu

kuglica, zadrţava tiksotropna svojstva kakva pokazuje i masa proizvedena standardnim

postupkom mlevenja na petovaljku uz konĉiranje (Slika 31).

Najmanju površinu tiksotropne krive, odnosno najureĊeniju unutrašnju strukturu ima

ĉokoladna masa dobijena mlevenjem u kugliĉnom mlinu sa masom kuglica od 30 kg. Ovako

dobijena mleĉna ĉokoladna masa pokazuje i niţu vrednost prinosnog napona, što je znaĉajan

parametar u smislu utroška energije za njeno proticanje.

Dobijeni rezultati su pokazali da je ovo optimalna masa kuglica, tako da su dalji

eksperimenti raĊeni pri ovim uslovima proizvodnje, tj. sa masom kuglica od 30 kg.


[65]

0 10 20 30 40 50 60 70 800

200

400

600

800

(P

a) (1/s)

masa kuglica 25

masa kuglica 30

masa kuglica 35

standardna mlecna cokolada

Slika 31. Krive proticanja mleĉne ĉokoladne mase dobijene klasiĉnim postupkom i u kugliĉnom

mlinu u zavisnosti od mase kuglica

2.2 Optimizacija vremena mlevenja

Eksperment je u ovoj fazi voĊen uz konstantnu masu kuglica od 30 kg. Promenljivo je

bilo vreme mlevenja i to 30, 60, 90 i 120 minuta.

Na Slici 31 su prikazani rezultati odreĊivanja krivih proticanja a u Tabeli 29 rezultati

odreĊivanja reoloških parametara, veliĉine najkrupnijih kakao ĉestica i vlage, mleĉne ĉokoladne

mase u zavisnosti od vremena zadrţavanja mase u kugliĉnom mlinu odnosno vremena mlevenja.

0 10 20 30 40 50 600

200

400

600

800

(P

a)

(1/s)

30 minuta

60 minuta

90 minuta

120 minuta

Slika 32. Krive proticanja mleĉne ĉokoladne mase u zavisnosti od vremena mlevenja

Krive proticanja pokazuju da bez obzira na vreme mlevenja u kugliĉnom mlinu mleĉna

ĉokoladna masa zadrţava tiksotropna svojstava mleĉne ĉokolade. UporeĊujući krive proticanja

svih ĉokoladnih masa, primećujemo da su krive proticanja ĉokoladnih masa koje su se zadrţale u

kugliĉnom mlinu 90 i 120 minuta najsliĉnije krivoj proticanja ĉokoladne mase dobijene

standardnim postupkom proizvodnje.


[66]

UporeĊujući parametre iz Tabele 29, uoĉava se da vlaga, prinosni napon i viskozitet

ĉokoladnih masa koje su se zadrţale u kugliĉnom mlinu 90 i 120 minuta su sliĉni parametrima

ĉokoladne mase dobijene standardnim postupkom. Vreme mlevenja dovodi do znaĉajnog

smanjenja površine tiksotropne petlje odnosno do ureĊivanja i stabilnosti unutrašnje stukture

mase. Površina tiksotropne petlje ĉokoladne mase mlevene 90 minuta se smanjila za 60% u

odnosu na ĉokoladnu masu koja je mlevena 30 minuta, dok dalje produţavanje vremena

mlevenje nema velikog uticaja na promenu ovog parametra.

Tabela 29. Uticaj vremena zadrţavanja mase u kugliĉnom mlinu na prinosni napon,

viskozitet, veliĉinu najkrupnijih kakao ĉestica i vlagu mleĉne ĉokoladne mase

T [min] τ0 [Pa] η [Pas] P [Pa/s] D [μm] V [%]

30 12.98 12.17 8080 94.05 1.13

60 16.58 9.722 6787 88.76 1.10

90 17.57 7.715 3326 70.04 1.10

120 17.16 6.197 2994 68.05 1.00

SM 18.04 5.037 1492 80 1.10

M – masa kuglica u kugliĉnom mlinu, [kg]

T – vreme mlevenja, [min]

τ0 – prinosni napon, [Pa]

η – viskozitet po Cassonu, [Pas]

D – veliĉina najkrupnijih kakao ĉestica, [µm]

V – vlaga, [%]

P - površina tiksotropne petlje, [Pa/s]

Optimalno vreme zadrţavanja u mlinu je 90 minuta. Dalje produţavanje vremena

mlevenja nema uticaja na ureĊivanje sistema, a s druge strane dovodi do znatnog usitnjavanja

kakao ĉestica, ĉime se smanjuje efikasnost jer se zahteva veća koliĉina kakao maslaca

neophodna za formiranje optimalnih reoloških osobina, uz istovremeni dodatni utrošak energije,

ĉime se povećavaju troškovi procesa proizvodnje.


[67]

2.3 Optimizacija vrste i koliĉine emulgatora

Tokom usitnjavanja dolazi do znaĉajnog povećanja specifiĉne dodirne površine izmeĊu

ĉvrstih ĉestica i kakao maslaca, zbog ĉega je neophodno uneti i dovoljnu odnosno potrebnu

koliĉinu emulgatora kao površinski aktivne supstance. Pravilan izbor vrste i koliĉine emulgatora

od velikog je znaĉaja za formiranje odgovarajućih reoloških karakteristika ĉokoladne mase

odnosno dobijanje optimalnog kvaliteta proizvoda.

Rezultati odreĊivanja reoloških parametara, veliĉine najkrupnijih kakao ĉestica i vlage

ĉokoladne mase u zavisnosti od vrste i koncentracije emulgatora kao i vremena zadrţavanja u

kugliĉnom mlinu su prikazani u Tabeli 30 i na Slici 33.

Tabela 30. Uticaj emulgatora i vremena zadrţavanja mase u kugliĉnom mlinu na prinosni napon,

viskozitet, površinu tiksotropne petlje, veliĉinu najkrupnijih kakao ĉestica i vlagu mleĉne

ĉokoladne mase

T [min] 30 60 90 120

Vrsta i

koliĉina

emulgatora

A B C A B C A B C A B C

τ0 [Pa] 12.98 13.45 10.20 16.58 8.26 5.48 17.57 9.46 5.81 17.16 9.68 5.51

η [Pas] 12.17 7.40 8.73 9.72 9.82 12.71 7.71 9.57 11.91 6.20 9.4 11.96

P [Pa/s] 8080 4336 5918 6787 5657 7145 3326 4228 6046 2994 5502 5859

D [μm] 94.05 117.00 112.30 88.76 102.40 85.31 70.04 87.90 81.05 68.05 66.80 65.20

V [%] 1.13 1.28 1.00 1.10 1.29 1.25 1.10 1.24 1.21 1.00 1.20 1.12

A = 0.5% Lecitin

B = 0.2% PGPR i 0.3% Lecitin

C = 0.3% PGPR i 0.2% Lecitin

* Koliĉina emulgatora je raĉunata na ukupnu masu sirovina

Dobijeni rezultati pokazuju da je uticaj PGPR na reološka svojstva odnosno prinosni

napon ĉokoladne mase izraţeniji od lecitina.

Dodatak najmanje ispitivane koliĉine ovog emulgatora (0.2%) uz produţenje vremena

usitnjavanja sa 30 na 60 minuta dovodi do smanjenja prinosnog napona ĉokoladne mase od

50.2% u odnosu na masu u kojoj je prisutan samo lecitin. Dodatak 0.3% PGPR pri istim


[68]

uslovima uticao je na smanjenje prinosnog napona za ĉak 67% u odnosu na masu samo sa

lecitinom. Od 60-tog minuta mlevenja beleţi se slabiji uticaj ovog emulatora na prinosni napon.

Slika 33. Uticaj emulgatora i vremena zadrţavanja mase u kugliĉnom mlinu na prinosni napon,

viskozitet po Cassonu, površinu tiksotropne petlje, veliĉinu najkrupnijih kakao ĉestica, i vlagu

mleĉne ĉokoladne mase (A = 0.5% lecitina, B = 0.2% PGPR i 0.3% lecitina, C = 0.3% PGPR i

0.2% lecitina)


[69]

Emulgator PGPR ima sliĉan uticaj i na povećanje viskoziteta ĉokoladne mase, za date

uslove eksperimenta.

Krive proticanja ĉokoladne mase dobijene pomoću kugliĉnog mlina imaju veću površinu

tiksotropne petlje od mase dobijene standardnim postupkom bez obzira na vrstu i koliĉinu

upotrebljenog emulgatora. Površina tiksotropne petlje je najmanja kod ĉokoladne mase sa

lecitinom, dok je dodatak emulgatora PGPR uticao na povećanje ove površine odnosno na

povećanje neureĊenosti i sloţenosti sistema.

Dodatak PGPR je uticao i na povećanje vlage ĉokoladne mase u odnosu na ĉokoladnu

masu sa lecitinom, bez obzira na vreme mlevenja. Dodatak PGPR u koliĉini od 0.2% i vreme

mlevenja od 90 minuta su optimalni s obzirom da se postiţu znaĉajno manje vrednosti prinosnog

napona u odnosu na ĉokoladnu masu samo sa lecitinom, dok je pribliţna veliĉina najkrupnijih

kakao ĉestica kao kod ĉokoladne mase proizvedene sa lecitinom.

Eksperimentalno dobijeni rezultati su statistiĉki obraĊeni u cilju utvrĊivanja korelacija

izmeĊu pojedinih parametara proizvodnje (vremena mlevenja, vrste i koliĉine emulgatora) i

parametara kvaliteta ĉokoladne mase (viskoziteta, veliĉine ĉestica i sadrţaja vlage)- Tabela 31.

Tabela 31. Korelacioni odnosi izmeĊu parametara proizvodnje i kvaliteta dobijene

ĉokoladne mase

Regresiona jednaĉina Koeficijent

determinacijeR2

Nagib

η [Pas]

A ηCA = -0.071t +19.075 0.99 -0.077 < slope < -0.066

B ηCA = 0.017t + 11.630 0.64 -0.023 < slope < 0.058

C ηCA = 0.009t + 14.620 0.3 -0.033 < slope < 0.051

D [μm]

A D = -0.318t + 103.825 0.918 -0.607 < slope < -0.030

B D = -0.485t + 122.385 0.922 -0.916 < slope < -0.055

C D = -0.550t + 134.790 0.99 -0.714 < slope < -0.386

V [%]

A V = -0.001t + 1.180 0.786 -0.003 < slope < 0.001

B V = -0.007t + 1.145 0.931 -0.013< slope < -0.001

C V = -0.001t + 1.310 0.769 -0.001 < slope < 0.001


[70]

Rezultati dobijeni statistiĉkom obradom eksperimentalnih podataka pokazuju da se pri

dodatku lecitina (A) postiţe statistiĉki znaĉajna linearna korelacija izmeĊu parametara kvaliteta

(viskoziteta mase, veliĉine ĉestica i vlage) i vremena mlevenja. Na ovakav zakljuĉak navode

visok koeficijent korelacije i mali interval poverenja za nagib koji ne obuhvata 0. Ova korelacija

je opisana odgovarajućim linearnim jednaĉinama koje su takoĊe prikazane u Tabeli 31.

Dodatkom PGPR (B i C) ovakva jaka linearna korelacija se zadrţava samo u sluĉaju

veliĉine ĉestica, dok kod promene vlage ona slabi a potpuno se gubi kod reološkog parametra

odnosno viskoziteta mase.

Na ovakav zakljuĉak navode vrednosti dobijene za interval poverenja nagiba koji u

sluĉaju ovakvih nelinearnih veza obuhvataju nulu, bez obzira na relativno visoke vrednosti

koeficijenata determinacije.

3. MLEĈNA ĈOKOLADA SA 20% MLEKA U PRAHU

PROIZVEDENA U KUGLIĈNOM MLINU (R1)


U Tabeli 32 se nalazi hemijski sastav mleĉne ĉokoladne mase sa 20% mleka u prahu (R1)

sa njenim aminokiselinskim i masno-kiselinski sastavom.

Ĉokoladna masa R1 u svom sastavu ima samo kravlje meko u prahu i ne sadrţi sojino

mleko u prahu. Prema Pravilnik o kvalitetu i drugim zahtevima za kakao proizvode, ĉokoladne

proizvode, proizvode sliĉne ĉokoladnim, krem proizvode - Sl.list SCG,br.1/2005 , ĉokoladna

masa R1 se svrstava u mleĉne ĉokoladne mase.


[71]

Tabela 32. Hemijski, aminokiselinski i masnokiselinski sastav ĉokoladne mase R1

SASTAV ĈOKOLADNE MASE R1






Bezmas. kak. delovi (% s.m.) 4.74 Tirozin 0.50


Mleĉna mast (% s.m.) 5.20 Buterna 0.18

Sojino ulje (% s.m.) - Kapronska 0.10


Emulgatori (% s.m.) 0.50 Kaprinska 0.13

Saharoza (% s.m.) 42.67 Laurinska 0.16

Laktoza (% s.m.) 10.31 Miristinska 0.57



Aminokiselina % Palmitinska 8.33










Metionin 0.18


Na Slici 34 su prikazani termoreogrami ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od vremena

mlevenja i temperature pretkristalizacije, dok se karakteristiĉne vrednosti sa termoreograma

nalaze u Tabeli P1 u Prilogu VI .

Rezultati jasno pokazuju da na veliĉinu obrtnog momenta veći uticaj ima temperatura

pretkristalizacije u odnosu na vreme mlevenja, dok na vreme nukleacije i vreme do postizanja

maksimalnog obrtnog momenta veći uticaj ima vreme mlevenja.


[72]

Pri vremenu mlevenja od 30 minuta, ĉokoladna masa pretkristalisana na 30°C ima

najmanju vrednost maksimalnog obrtnog momenta i potrebno je najduţe vreme do njegovog

postizanja. Vreme nukleacije se povećalo ĉak 6.25 puta u odnosu na masu pretkristalisanu na

26°C, a otpor se smanjio 4.6 puta ili 75% , što se odrazilo i na znaĉajno omekšavanje tog uzorka.

Slika 34. Termoreogrami ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije

(26, 28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60 i 90 minuta)

Vreme nukleacije ĉokoladne mase R1-60-30 je produţeno ĉak 2.5 puta u odnosu na masu

R1-60-26, dok se veliĉina maksimalnog obrtnog momenta smanjila za 50%. Povećanje vremena

mlevenja dovodi do povećanja stepena ureĊenosti sistema, tako da pri mlevenju od 90 minuta

dolazi do manjeg odstupanja od linearne zavisnosti obrtnog momenta i vremena nukleacije. Ovo

vreme usitnjavanja dovodi do znaĉajnog smanjenja vremena nukleacije za ĉokoladnu masu

pretkristalisanu na 30°C.

Vreme do postizanja maksimalnog obrtnog momenta ukazuje na brzinu kristalizacije

ĉokoladne mase. Iz rezultata se jasno vidi da se sa produţavanjem vremena mlevenja sa 30 na 60


[73]

minuta znaĉajno skraćuje brzinu kristalizacije, dok dalje usitnjavanje nema velikog uticaja na

ovaj parametar.

Rezultati merenja fiziĉkih osobina ĉokolade R1 su statistiĉki obraĊeni primenom

regresione jednaĉine, pri ĉemu odzivna funkcija z predstavlja veliĉinu obrtnog momenta, a

nezavisno promenljive x i y temperaturu pretkristalizacije, odnosno vreme mlevenja. Zavisnost

uticaja vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na veliĉinu maksimalnog obrtnog

momenta ĉokoladne mase R1 prikazan je pomoću 3D dijagrama i konturnog dijagrama na Slici

35. Znaĉajnost linearnog ili kvadratnog uticaja, kao i interakcije nezavisnih parametara na

zavisno promenljivu z, odreĊena je izraĉunavanjem t-vrednosti za regresione koeficijente b0, b1,

b2, b11, b22, b12.

a) b)

Z1 = 26632.222 - 1717.5 tp - 31.444 τ + 27.9167 tp2 + 1 tp τ + 0.0407 τ

2

Slika 35. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na veliĉinu maksimalnog

obrtnog momenta ĉokoladne mase R1 a) 3D dijagram b) konturni dijagram

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti pojedinih parametara regresione jednaĉine koji se

nalaze u Tabeli P2 u Prilogu VI, uoĉava se da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj

na promenu veliĉine maksimalnog obrtnog momenta uzoraka ĉokolade R1 (izraĉunate t-

vrednosti < tabliĉne 3.128). Regresioni koeficijent b0, b1, b11, mogu ipak ukazati na odreĊene

promene veliĉine obrtnog momenta, pri promeni nezavisno pomenljive x (temperatura

pretkristalizacije). Regresioni koeficijent b2 i b12 koji predstavljaju uticaj vremena mlevenja i


[74]

interakcije nezavisno promenljivih takoĊe imaju izvestan uticaj na posmatrani parametar

kvaliteta. Ostali regresioni koeficijenti nemaju uticaj na veliĉinu obrtnog momenta.

Standardna greška regresije ukazuje na disperziju eksperimentalnih i oĉekivanih

vrednosti (σ = 44.46). Rezultati analize varijanse (F = 80.73 je veće od tabliĉne vrednosti F0.05;6;3

= 8.94, uz rizik greške α = 0.05 (p < 0.05), potvrĊuju da primenjena regresiona jednaĉina u celini

statistiĉki znaĉajno definiše zavisnost veliĉine obrtnog momenta od nezavisnih parametara.

Veliĉina obrtnog momenta kod ĉokolade R1 je odreĊen varijacijama temperature

prekristalizacije i vremena mlevenja sa vrlo visokim koeficijentom determinacije r2= 0.9749.

Ako regresionu jednaĉinu primenimo na zavisno promenljivu - vreme nukleacije, njenu

zavisnost uticaja vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije vidimo na Slici 36.

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti pojedinih parametara regresione jednaĉine uoĉava se da

nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj na vreme nukleacije ĉokoladne mase R1

(izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128).

a) b)

Z2 = - 329.996 - 15.750 tp + 8.133 τ + 1.25tp2 - 0.4292 tpτ +0.028 τ

2

Slika 36. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na vreme nukleacije

ĉokoladne mase R1 a) 3D dijagram b) konturni dijagram

Parametari regresione jednaĉine koji se nalaze u Tabeli P2 u Prilogu VI, pokazuju da su

najznaĉajniji parametri linearna korelacija nezavisnih parametara b12 kao i b22 kvadratna


[75]

zavisnost, vremena mlevenja. Statistiĉka obrada rezultata pokazuje da je dati oblik funkcionalne

zavisnosti odgovarajući (F = 17.96 > F0,05;6;3 = 8.94).

Veoma velika vrednost koeficijenta determinacije (r2

= 0.9425) izmeĊu vremena

mlevenja i temperature pretkristalizacije ukazuje na meĊusobno dobru interakciju ovih veliĉina i

njihov uticaj na vreme nukleacije. Visoka standardna greška regresije σ = 21.08, pokazuje da je

došlo do znatnog odstupanja dobijenih i oĉekivanih rezultata.

3.3. Sadrţaj ĉvrstih triglicerida u ĉokoladi

Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na sadrţaj ĉvrstih triglicerida u

ĉokoladnoj masi R1 je prikazan na Slici 37. Oblik svih dobijenih krivi, odgovara obliku krive

SĈT za ĉist kakao maslac, ali su vrednosti nešto niţe usled prisustva mleĉne masti.

Slika 37. Krive SĈT ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije (26,

28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60 i 90 minuta)


[76]

Pri usitnjavanju ĉokoladne mase od samo 30 minuta procenat ĉvstih triglicerida u

ĉokoladnoj masi pretkristalisanoj na 28°C je veći za 10 - 13% u odnosu na mase pretkristalisane

na 26 i 30°C, a najveće odstupanje u SĈT se javlja u mernom temperaturnom intervalu od 20-

28°C. Produţavanjem vremena mlevenja nastavlja se isti trend ponašanja pretkristalisanih masa

na ove tri ispitivane temperature, s tim da su odstupanja u SĈT mase pretkristalisane na 30°C u

ovom sluĉaju manje izraţena.

Ako posmatramo najhomogeniji sistem, odnosno ĉokoladnu masu R1 koja se usitnjavala

90 minuta, najoptimalnija kriva SĈT-a je za ĉokoladu koja je pretkristalisana na 30°C. Veći

procenat ĉvrstih triglicerida u njoj u odnosu na ostale ĉokolade, prouzrokuje bolju senzornu

ocenu, kao i ĉvrstoću te ĉokolade. Krive SĈT-a ĉokoladnih masa koje su pretkristalisane na 26 i

28°C se meĊusobno potpuno podudaraju kroz ĉitav merni interval.

3.4. Reološke karakteristike ĉokoladne mase

Prikaz izmerenih reoloških parametara u ĉokoladnoj masi R1 pre i posle pretkristalizacije

u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije nalaze se u Tabeli 33.

Vrlo visok viskozitet nepretkristalisane ĉokoladne mase, odnosno mase uzete odmah

nakon mlevenja u kugliĉnom mlinu, pokazuje da je neophodno izvršiti pretkristalizaciju.

Pretkristalizacijom, bez obzira na primenjenu temparaturu, viskozitet ĉokoladne mase se

smanjuje za oko 35% u odnosu na nepretkristalisanu masu, odnosno masu uzetu direkno iz

kugliĉnog mlina.

Uticaj vremena mlevenja na viskozitet bez obzira na temperaturu pretkristalizacije je

izuzetno izraţen izmeĊu 30-60 minuta. U ovom periodu dolazi do istovremenog sitnjenja i

zaobljavanja ĉestica, a kakao maslac i emulgator se poĉinju rasporeĊivati oko ĉvrstih ĉestica

šećera i mleka u prahu. Ovo vreme mlevenja je kratko i sistem se ponaša haotiĉno bez obzira na

temperaturu pretkristalizacije. UreĊenje sisitema se javlja izmeĊu 60-90 minuta mlevenja kada

viskozitet ostaje skoro nepromenjen.


[77]

Tabela 33. Reološki parametri pretkristalisane i nepretkristalisane ĉokoladne mase R1

IZMERENI PARAMETRI U ĈOKOLADNOJ MASI R1 NAKON MLEVENJA BEZ

PRETKRISTALIZACIJE

Vreme mlevenja 30 minuta 60 minuta 90 minuta

Veliĉina ĉestice (μm) 107.450 87.950 80.840

Vlaga (%) 0.980 0.930 0.870

Viskozitet (Pas) 8.082 9.312 8.968

Prinosni napon(Pa) 5.749 6.756 6.889

Površina tiksotr. petlje (Pa/s) 3976 4340 3451

IZMERENI PARAMETRI U ĈOKOLADNOJ MASI R1 NAKON PRETKRISTALIZACIJE


Temperatura

pretkristalizacije 30°C 28°C 26°C 30°C 28°C 26°C 30°C 28°C 26°C

Viskozitet (Pas) 5.149 7.172 5.041 6.493 6.787 5.742 6.52 5.929 5.701

Prinosni napon (Pa) 5.908 4.359 6.875 6.125 6.585 6.76 7.417 7.223 7.22

Površina tiksotr. (Pa/s) 1248 2122 1554 1753 2096 1600 2036 1914 1814

Na Slici 38 prikazana je promena viskoziteta i prinosnog napona ĉokoladne mase R1 u

zavisnosti od temperature pretkristalizacije i vremena zadrţavanja u mlinu.

Na promenu viskoziteta ĉokoladne mase temperatura pretkristalizacije i vreme mlevenja

imaju veoma sliĉan uticaj.

Nepretkristalisana ĉokoladna masa pokazuje sliĉnu promenu prinosnog napona, kao i

pretkristalisane ĉokoladne mase. Vreme mlevenja od 30 minuta pokazuje neureĊenost sistema,

bez obzira na primenjenu temperaturu pretkristalizacije. Intenzivnije je usitnjavanje u periodu od

30-60 minuta i tu se najkrupnija veliĉina ĉestice smanji od 107.45-87.95μm.

U taĉki prekretnice svih ĉokoladnih sistema, tj. 60-tog minuta, najmanju vrednost

prinosnog napona ima ĉokoladna masa koja je pretkristalisana na 30°C, jer je temperatura

pretkristalizacije povećala teĉljivost i uticala na lakše proticanje. Produţavanjem vremena

mlevenja sa 60 minuta na 90 minuta postiţe se povećanje prinosnog napona ĉokoladne mase bez

obzira na temperaturu pretkristalizacije, dok viskozitet ostaje skoro nepromenjen.


[78]

Slika 38. Promena viskoziteta i prinosnog napona ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od

temperature pretkristalizacije (26, 28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60 i 90 minuta)

Uticaj vremena mlevenja na promenu površine tiksotropne petlje pretkristalisane i

nepretkristalisane ĉokoladne mase R1 nalazi se na Slici 39.

Slika 39. Promena površine tiksotropne petlje ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od temperature

pretkristalizacije (26, 28, 30°C) i vremena mlevenja (30,60 i 90 minuta)

Površina tiksotropne petlje je merilo gubitka energije veza koje su razrušene tokom

smicanja, a takoĊe je i merilo tiksotropnih promena unutar datog sistema. Najveća tiksotropna

petlja se javlja kod nepretkristalisane mase, jer ĉvrste ĉestice nisu zauzele pravilno mesto u

kristalnoj rešetci i došlo je do razliĉitih meĊumolekulskih povezivanja. Vreme mlevenja kao i


[79]

pretkristalizacija imaju znaĉajan uticaj na površinu tiksotropne petlje. Proces pretkristalizacije

ĉokoladne mase je povećao teĉljivost i uticao na lakše proticanje mase jer je favorizacijom

odreĊenih polimorfnih oblika doveo do boljeg pakovanja i ureĊivanja ĉestica kakao maslaca što

se odrazilo i na ureĊenje sistema i smanjivanje površine tiksotropne petlje. Produţavanjem

vremena usitnjavanja, bez obzira na primenjene temperature pretkristalizacije, površine

tiksotropnih petlji su se smanjivale tako da nakon 90 minuta mlevenja ovo smanjenje iznosi ĉak i

do 45% u odnosu na nepretkristalisanu masu. Na Slici 40 prikazan je uticaj temperature

pretkristalizacije na vrednost napona smicanja ĉokoladne mase R1 nakon razliĉitog vremena

mlevenja (30, 60, 90 minuta).

Slika 40. Krive proticanja ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije (26,


Krive proticanja pokazuju da ĉokoladna masa dobijena u kugliĉnom mlinu zadrţava

tiksotropna svojstva koja ima i ĉokoladna masa dobijena standardnim, uobiĉajenim postupkom

proizvodnje. Na krive proticanja ĉokoladne mase R1, mnogo veći uticaj imaju temperature

pretkristalizacije nego vreme mlevenja. Vreme zadrţavanja u mlinu od 30 minuta je nedovoljno


[80]

da se sistem uredi, što se odraţava i na krive proticanja. Pretristalizacija ne izaziva nikakve

promene na krivoj proticanja u odnosu na nepretkristalisanu masu. Vreme usitnjavanja je

izuzetno kratko. U periodu od 30-60 minuta je došlo do najvećeg smanjenja veliĉine ĉestice i to

za 73.3%, pa se ovaj period moţe smatrati periodom neuniformisanosti sistema. Prema

oĉekivanjima, tek u 90 minutu mlevenja primećujemo da se sistem ureĊuje što dovodi do skoro

linearne zavisnosti temperature pretkristalizacije i napona smicanja.

Kriva puzanja

Podaci dobijeni Testom puzanja koji se izvodi u LVE reţimu gde amplituda deformacije

proporcionalna amplitudi primenjenog napona smicanja nalaze se u Tabeli 34 i Slici 41.

Tabela 34. Reološki parametri krive puzanja pretkristalisane i nepretkristalisane

ĉokoladne mase R1

IZMERENI REOLOŠKI PARAMETRI ĈOKOLADNE MASE R1 NAKON MLEVENJA BEZ

PRETKRISTALIZACIJE


mlin J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jmax

[Pa-1]

J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Je o

[Pa-1]

Je/Jmax

[%]

Jv/Jmax

[%]

90 0.0208 0.1596 435.9 91.65 0.4845 0.0000 0.4830 1369 287.5 0.0015 0.31 99.69

60 0.0332 0.2807 248.2 91.67 0.8509 0.0000 0.0019 779 287.5 0.0002 0.02 99.98

30 0.0662 0.3841 181.1 91.67 1.1660 0.0000 0.0040 569 287.5 0.0040 0.34 99.66

IZMERENI REOLOŠKI PARAMETRI ĈOKOLADNE MASE R1 NAKON PRETKRISTALIZACIJE


R1 J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jmax

[Pa-1]

J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jeo

[Pa-1]

Je/Jmax

[%]

Jv/Jmax

[%]

90-30 0.0159 0.0899 633.4 75.02 0.2727 0.0000 0.0017 2297 270.8 0.0017 0.64 99.36

90-28 0.0002 0.0793 705.6 73.71 0.2402 0.0008 0.0000 2585 269.6 0.0008 0.34 99.66

90-26 0.0002 0.1123 528.8 78.24 0.3409 0.0001 0.0018 1859 274.1 0.0019 0.55 99.45

60-30 0.0256 0.1226 461.9 74.64 0.3722 0.0000 0.0032 1684 270.5 0.0032 0.86 99.14

60-28 0.0357 0.2251 222.7 65.53 0.6831 0.0000 0.0021 890 263.3 0.0021 0.31 99.69

60-26 0.0269 0.2528 207.0 68.94 0.7660 0.0000 0.0010 7956 264.7 0.0010 0.13 99.87

30-30 0.0355 0.2651 193.0 67.40 0.8049 0.0002 0.0027 755 263.2 0.0029 0.36 99.64

30-28 0.0455 0.2577 215.1 73.02 0.7823 0.0000 0.7790 794 268.8 0.0033 0.42 99.58

30-26 0.0317 0.2648 195.5 68.19 0.8035 0.0000 0.0015 754 264.0 0.0015 0.18 99.82


[81]

Na Slici 41 prikazane su krive puzanja ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od vremena

mlevenja i temperature pretkristalizacije. Na krivama se ne uoĉavaju karakteristiĉni elementi

elastiĉnosti nego iskljuĉivo viskoznosti. Viskozitet ĉokoladne mase zavisi od brzine smicanja i

vremena dejstva spoljašnje sile. Reološko ponašanje ĉokoladne mase se moţe opisati iskljuĉivo

plastiĉnim proticanjem, tj. silom potrebnom da se savlada unutrašnji otpor da bi ĉokoladna masa

poĉela proticati ili plastiĉnim viskozitetom koji je izraz unutrašnjeg otpora sistema pri daljem

proticanju. Ĉokoladna masa dobijena u kugliĉnom mlinu je reološki sistem koji se ponaša

iskljuĉivo kao viskozno-nenjutnovska teĉnost.

Slika 41. Krive puzanja ĉokoladne mase R1 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije (26,

28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60, 90 minuta)

Odnos elastiĉnih i viskoznih deformacija u ĉokoladnoj masi R1 prikazuju Slike 42 i 43.

Obe slike potvrĊuju raniju tezu da mleĉna ĉokoladna masa proizvedena u kugliĉnom mlinu nema

elemente elastiĉnih svojstava.


[82]

Zbog odustva viskoelastiĉnih osobina, statistiĉku obradu podataka za odnos Jv/Jmax

nećemo sprovoditi u reološkom sistemu R1.

Slika 43. Uticaj vremena mlevenja na vrednost odnosa elastiĉnog odziva (Je) i viskoznog odziva

(Jv) i Jmax ĉokoladne mase R1

Slika 42. Uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na vrednost odnosa

elastiĉnog odziva (Je) i viskoznog odziva (Jv) i Jmax ĉokoladne mase R1

Oscilatorna merenja

Rezultat oscilatornih testova, nedvosmisleno nam pokazuje da mleĉna ĉokolada

proizvedena u kugliĉnom mlinu ne spada u mase koje imaju gel strukturu.


[83]


niskim amplitudama napona obezbeĊena je stabilnost unutrašnje strukture ĉokolade. Povećanjem

ugaone brzine dominantan je viskozni modul u odnosu na elastiĉni, što ukazuje na postojanje sol

strukture ĉokoladne mase R1. Zavisnost viskoelastiĉnih osobina od ugaone brzine ilustruje Slika

44, na kojoj su prikazane promene viskoznog i elastiĉnog modula uzoraka ĉokoladne mase R1.

a)

b) c)

d)


elastiĉnosti (G') ĉokoladne mase R1 nakon mlevenja: a) posle 30 minuta b) posle 60 minuta c)

detaljniji prikaz krive b d) posle 90 minuta


[84]

Parametar tan definiše jaĉinu formirane trodimenzionalne strukture i njegove veće

vrednosti ukazuju na izraţeniji uticaj viskoznog modula. Vrednosti tanδ, tj. faktora gubitka, svih

ĉokoladnih masa R1, bez obzira na vreme mlevenja i temperature pretkristalizacije su veći od

jedan što ukazuje na viskozna svojstva datog sistema. Ukoliko je tanδ manji od jedan, sistem se

ponaša kao ĉvrsto telo sa elastiĉnim deformacijama, a ako je veće od jedan favorizuju se

viskozne deformacije kao što je u ovom sluĉaju.

Vrednosti za faktor gubitka ĉokoladne mase R1 se nalaze u Tabeli 35. Zbog odustva

elastiĉnih osobina, statistiĉku obradu podataka za zavisnu promenljivu tanδ u funkciji nezavisnih

promenljivih x i y, odnosno temperature pretkristalizacije i vreme mlevenja nećemo sprovoditi u

reološkom ĉokoladnom sistemu R1. Prema svim reološkim parametrima, moţemo zakljuĉiti da

naĉin proizvodnje ne utiĉe na reološka svojstva mleĉne ĉokoladne mase. Sistem R1 ne poseduje

viskoelastiĉne osobine i pri oscilatornim merenjima se favorizuju viskozni moduli.

Tabela 35. Faktor gubitka kod nepretkristalisane i pretkristalisane ĉokoladne mase R1

R1-mlin tanδ =G"/G'

30 1.062

60 3.761

90 3.382

R1-90 tanδ=G"/G'

90-30 2.304

90-28 2.905

90-26 2.695

R1-60 tanδ=G"/G'

60-30 1.770

60-28 2.698

60-26 3.138

R1-30 tanδ=G"/G'

30-30 2.721

30-28 3.209

30-26 3.369


Toplotne karakteristike ĉokoladne mase R1 - prikazane su u Tabeli 36. Sa povećanjem

vremena mlevenja zapaţa se porast entalpije što ukazuje da se sa smanjivanjem veliĉine ĉestica


[85]

povećavaju interakcije izmeĊu njih i time sistem zahteva više energije za topljenje. Svi uzorci

imaju velike vrednosti Tindexa s obzirom da sama mleĉna mast zbog svog sastava ima širok

interval topljenja. Pri razliĉitim vremenima zadrţavanja u mlinu, minimum Tindexa se registruje

pri temperaturi pretkristalizacije od 28°C, dok su za temperaturu od 30°C vrednosti Tindexa i ΔH

sliĉne. Kod uzorka R1-30 razlika u vrednosti Tindexa je neznatna, za razliku od uzorka R1-60 gde

je ta razlika primetna i obuhvata povećanje Tindexa sa temperaturom pretkristalizacije. Uzorak R1-

90 ima isti trend povećanja ali u blaţoj meri.

Vrednosti poĉetne temperature Tonset za sve uzorke su pribliţno iste, što nije sluĉaj sa

krajnjim temperaturama topljenja (Tend). Maksimalna temperatura topljenja, Tpeak, se kreće oko

35°C izuzev kod uzoraka R1-60-26 i R1-60-28, gde Tpeak oko 32.5°C.

Tabela 36. Toplotne karakteristike ĉokoladne mase R1

Uzorak Tonset

(oC)

Tend (oC)

Tpeak

(oC)

Tindex

(oC)

ΔHmelt

(J/g)

Veliĉina

ĉestice

(μm)

R1-30-26 28.23 40.37 35.16 12.14 23.02

107.45 R1-30-28 28.74 39.77 35.04 11.03 19.56

R1-30-30 28.05 40.05 35.38 12.00 24.47

R1-60-26 27.05 34.83 32.53 7.78 21.15

87.95 R1-60-28 26.27 35.02 32.53 8.75 31.03

R1-60-30 27.8 40.12 35.07 12.32 23.21

R1-90-26 27.98 39.78 34.74 11.80 22.63

80.84 R1-90-28 28.04 39.93 34.72 11.89 25.24

R1-90-30 27.94 40.34 35.05 12.40 25.59

Sa povećanjem temperature pretkristalizacije kod uzorka R1-60 na 30° vrednost Tindexa se

poveća za oko 5°C. Najbolji rezultati sa stanovišta termiĉke analize se dobijaju za uzorke

ĉokolade temperirane na 28 i 30°C poredeći sa vrednostima Tindexa i entalpije uzoraka standardne

mleĉne ĉokolade. Sa ekonomskog aspekta najprihvatljiviji su uzorci R1-30, jer imaju isti interval

topljenja sa pomenutim uzorcima, meĊutim sa teksturalnog stanovišta to nije prihvatljivo što

potvrĊuju i rezultati odreĊivanja veliĉine ĉestica (107.45μm) i organoleptike. MeĊutim, sa

stanovišta veliĉine entalpije najprihvatljiviji su uzorci sa temperaturom pretkristalizacije od

30°C. Ovo je u skladu i sa rezultatima SĈT i ĉvrstoćom ĉokoladnih masa R1.

Karakteristiĉne DSC krive zavisnosti protoka toplote od temperature ĉokoladne mase

koja ima najmanju vrednost ΔHmet, R1-60-26 prikazuje Slika 45. Prisustvo manjih prevojnih


[86]

taĉaka, pored karakteristiĉnog pika topljenja na DSC krivoj je posledica višestepene

kristalizacije, odnosno kristalizacije masti u dva polimorfna oblika

Slika 45. Zavisnost protoka toplote od temperature za ĉokoladnu masu R1-60-26


Eksperimentalni rezultati merenja ĉvrstoće ĉokolade na aparatu Texture Analyser po

jmetodi 3- Point Bending Rig HDP/3PB u funkciji povećanja vremena mlevenja i temperature

pretkristalizacije prikazani su u Tabeli P6 u Prilogu VI, a grafiĉki prikaz se nalazi na Slici 46.

.

Slika 46. Uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na ĉvrstoću ĉokolada R1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Sila (N)

R1-30-

26

R1-30-

28

R1-30-

30

R1-60-

26

R1-60-

28

R1-60-

30

R1-90-

26

R1-90-

28

R1-90-

30


[87]

Povećanje temperature pretkristalizacije, bez obzira na vreme mlevenja dovodi do

povećanja sile potrebne za prelom ĉokolade (povećava se ĉvrstoća), što se najjasnije vidi u

najhomogenijem sistemu-sistemu koji je 90 minuta usitnjavan u kugliĉnom mlinu.

Porast ĉvrstoće sa porastom temperature pretkristalizacije u ovom sistemu je u skladu i sa

rezultatima porasta veliĉine obrtnog momenta i porasta SĈT.

Rezultati statistiĉke obrade podataka prikazani su pomoću 3D i konturnog dijagrama na

Slici 47. Vidimo da povećanje temperature pretkristalizacije znatno više utiĉe na povećanje

ĉvrstoće ĉokoladne mase R1, nego vreme mlevenja.

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti pojedinih parametara regresione jednaĉine uoĉava se

da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj na promene ĉvrstoće ĉokoladne mase R1

(izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128). Regresioni koeficijenti b1, b0 i b11 ukazuju na odreĊene

promene zavisno promenljive z (ĉvrstoće), pri promeni nezavisno pomenljive x (temperature

pretkristalizacije).

Izraĉunata vrednost standardne greške regresije (σ = 13.864), potvrĊuje da se uz odabrani

metematiĉki model javlja nešto veća disperzija eksperimentalnih vrednosti, dok vrednost

koeficijenta determinacije za ĉvrstoću (r2= 0.894) ukazuju da su fiziĉke osobine ĉokolade R1

odreĊene varijacijama nezavisno promenljivih sa 89.4%.

a) b)

Z5 = 3518.727 – 261.002 tp + 1.213 τ + 4.942 tp2 – 0.118 tp τ + 0.017 τ

2

Slika 47. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na ĉvrstoću ĉokoladne mase

R1 a) 3D dijagram b) konturni dijagram


[88]

Analiza varijanse regresione jednaĉine, potvrĊuje da se na nivou znaĉajnosti od 95% (α =

0.05), primenom odabrane regresione jednaĉine moţe predvideti ponašanje ĉvrstoće ĉokolade pri

promeni vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije (izraĉunato F = 12.874 > tabliĉno

F0.05;6;3 = 8,94).

3.7 Test sivljenja ĉokolade

Rezultati testa sivljenja 32/20°C u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature

pretkristalizacije ĉokolada R1 dati su na Slici 48.

Nema sivljenja


Slabo siva

Siva

Jako siva

Potpuno siva

Slika 48. Dinamika sivljenja uzoraka ĉokolada R1-Test sivljenja 32/20°C

Rezultati pokazuju da je uticaj vremena mlevenja na otpornost prema sivljenju mnogo

manje izraţen od uticaja temperature pretkristalizacije. Niţe temperature pretkristalizacije

obezbeĊuju bolju otpornost ĉokolade prema sivljenju. Najveću otpornost na sivljenje, odreĊenu


[89]

kao broj ciklusa do prvih znakova sivljenja kao i ukupan broj ciklusa do potpunog

sivljenja proizvoda, pokazuju uzorci ĉokolada R1-30-26 i R1-60-26. Ako dobijene rezultate

uporedimo sa otpornošću na sivljenje mleĉne ĉokolade koja je dobijena po standardnom

postupku proizvodnje, moţe se zakljuĉiti da postupak proizvodnje u kugliĉnom mlinu treba

poboljšati.

Standardna mleĉna ĉokoladna masa ukoliko se pretkristališe na 26°C i 30°C potpuno

posivi za 19 dana, a na 28°C za 21 dan. Otpornost na sivljenje ĉokolade proizvedene u

kugliĉnom mlinu je manja za 35% u odnosu na ĉokoladu proizvedenu standardnim postupkom.

Potrebno je uraditi dalja ispitivanja uz dodatak inhibitora sivljenja kao što su frakcije mleĉne

masti sa višom taĉkom topljenja, asimetriĉni trigliceridi, stearin iz palminog ulja, poliestri

saharoze, sorbitan, tristearat i dr.


uzoraka ĉokolada pre i posle testa sivljenja 32/20°C u zavisnosti od vremena mlevenja i

temperature pretkristalizacije ĉokoladne mase a izmerene vrednosti prvog, petog, dvanaestog i

dvadesetdrugog dana se nalaze u Tabeli P13, Priloga VI. UporeĊivanjem ovih vrednosti dobija se

kompletniji uvid u dinamiku sivljenja ispitivanih uzoraka ĉokolade.

Rezultati odreĊivanja svetloće po Hunteru su potvrdili rezultate vizuelnog praćenja

promena boje površine ĉokolada R1. Uzorci sa najboljom otpornošću prema sivljenju (R1-30-26

i R1-60-26) pokazuju najmanje promene u svetloći pre i nakon sivljenja.

Slika 49. Histogram vrednosti za svetloću po Hunteru (Lhu) ispitivanih ĉokolada R1 pre i posle

testa sivljenja u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije ĉokoladne mase

0

10

20

30

40

50

60

L*ab

R1-3

0

R1-6

0

R1-9

0

R1-3

0

R1-6

0

R1-9

0

R1-3

0

R1-6

0

R1-9

0

26˚C 28˚C 30˚C

Pre sivljenja

Posle sivljenja


[90]

Statistiĉka obrada rezultata prikazana je 3D i konturnim dijagramom na Slici 50.

Temperatura pretkristalizacije ima izrazit uticaj na broj ciklusa sivljenja ĉokoladne mase R1 u

odnosu na vreme mlevenja. Statistiĉki obraĊeni podaci primenom regresione jednaĉine nalaze se

u Tabeli P4 u Prilogu VI. Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti regresionog modela u celini, uz

rizik greške α =0.05, utvrĊeno je da usvojena regresiona jednaĉina moţe biti osnova za izvoĊenje

zakljuĉaka o uticaju vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na broj ciklusa sivljenja

ĉokoladne mase R1 (p < 0.05). Temperatura pretkristalizacije ima znaĉajan uticaj (izraĉunata

vrednosti t > tabliĉne t0.05;3 = 3.128) na process sivljenja. Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti

regresionih koeficijenata koji prestavljaju uticaj nezavisno promenljive x, utvrĊeno je da linerana

i kvadratna promena promenljive x statistiĉki znaĉajno utiĉu na zavisno promenljivu z.

Maksimalna t-vrednost (10.723), dobijena za parametar b0 potvrĊuje statistiĉku znaĉajnost

pomenutog regresionog koeficijenta i ukazuje na izraţenu linearnost regresione jednaĉine.

Izraĉunata vrednost standardne greške regresije (σ = 0.2449), potvrĊuje da je uz odabrani

metematiĉki model moguće postići malu disperziju eksperimentalnih vrednosti za process

sivljenja od linije regresije.

a) b)

Z6 = 555.3334 – 36.8333 tp + 0.0556 τ + 0.625 tp2 – 0.0042 tp τ + 0.0006 τ

2

Slika 50. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na broj ciklusa sivljenja


Vrednosti koeficijenta determinacije za sivljenje (r2

= 0.9982) odreĊen je varijacijama nezavisno

promenljivih sa 99.82%. Analiza varijanse regresione jednaĉine, potvrĊuje da se na nivou


[91]

znaĉajnosti od 95% (α = 0.05), primenom odabrane regresione jednaĉine moţe predvideti

ponašanje procesa sivljenja ĉokoladne mase R1 pri promeni temperature pretkristalizacije i

vremena mlevenja (izraĉunato F > tabliĉno F0.05;6;3= 8.94).

3.8 Senzorna analiza ĉokolada

Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na ocenu senzornog kvaliteta

ĉokolade R1 nalaze se u Tabeli 37.

Ĉokoladna masa pretkristalisana na višim temperaturama i usitnjavana 90 minuta u

kugliĉnom mlinu daje ĉokoladu odgovarajućeg odnosno odliĉnog senzornog kvaliteta (visok sjaj

površine, sitnozrnasta struktura, školjkast prelom i odgovarajući ukus i miris). Ovako dobre

senzorne karakteristike su posledica optimalnih viskoznih osobina i odgovarajuće kristalizacije

kakao maslaca.Ĉokolade R1-60 imaju vrlo dobar senzorni kvalitet, pri ĉemu su im poboljšana

spoljašnja svojstva, struktura i ţvakanje u odnosu na ĉokolade R1-90. Vreme mlevenja od 30

minuta daje ĉokolade samo dobrog senzornog kvaliteta, odnosno dobijeni oblik ĉokolada je

slabije deformisan, površina je delimiĉno oštećena, prelom grubozrnast, struktura neujednaĉena i

izraţene su osobine sporijeg otapanja u ustima.

Tabela 37. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na ocenu senzornog

kvaliteta ĉokolade R1

Vreme mlevenja (min) 30 60 90 30 60 90 30 60 90

Spoljašnja svojstva 0.10 0.34 0.43 0.36 0.46 0.38 0.45 0.45 0.48 0.45

Prelom, struktura 0.15 0.72 0.74 0.62 0.6 0.62 0.63 0.68 0.63 0.72

Ţvakanje 0.20 0.62 0.66 0.82 0.54 0.66 0.92 0.62 0.72 0.90

Miris 0.20 0.60 0.74 0.88 0.60 0.74 0.92 0.6 0.74 0.90

Ukus 0.35 1.05 1.3 1.54 1.12 1.3 1.65 1.12 1.3 1.61

3.33 3.86 4.2 3.32 3.69 4.57 3.47 3.87 4.58

Kategorija kvaliteta D VD VD D VD O D VD O

Zbir ponderisanih bodova

Faktor kvaliteta Fakt. znaĉaja

Temperature pretkristalizacije (

⁰

C)

26 28 30

R1


D – dobar (2.5-3.5) NO – ne odgovara (< 2.5)


[92]

Fotografski snimci svih ispitanih uzoraka ĉokolade koje su dobijene oblikovanjem

ĉokoladne mase R1, prikazani su na Slici 51.

R1 30 26 R1 30 28 R1 30 30

R1 60 26 R1 60 28 R1 60 30

R1 90 26 R1 90 28 R1 90 30

Slika 51. Fotografski snimak ĉokolade R1

Statistiĉki obraĊeni podaci primenom regresione jednaĉine nalaze se u Tabeli P5 u

Prilogu VI, pri ĉemu odzivna funkcija z predstavlja ukupan broj ponderisanih bodova, a

nezavisno promenljive x i y temperature pretkristalizacije, odnosno vreme mlevenja. Grafiĉki

prikaz zavisnosti senzornih osobina ĉokoladne mase R1 od temperature pretkristalizacije i

vremena mlevenja prikazan je pomoću 3D i konturnog dijagrama na Slici 52.

U regresionoj jednaĉini koja definiše zavisnost ukupnih ponderisanih bodova senzorne

analize sa vremenom mlevenja i temperaturom pretkristalizacije, apsolutne t-vrednosti svih

regresionih koeficijenta su manje od tabliĉne vrednosti t0.05;3 = 3.182.


[93]

a) b)

Z7 = 8.476667 – 0.365833 tp- 0.024056 τ + 0.006250 tp2 + 0.00100 tpτ + 0.000117 τ

2

Slika 52. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na ukupan broj ponderisanih

bodova za senzorni kvalitet ĉokolade R1 a) 3D dijagram b) konturni dijagram

Vrednosti standardne greške regresije, koja predstavlja apsolutnu meru reprezentativnosti

regresionog modela, ukazuju da je disperzija eksperimentalnih podataka od teorijske krive vrlo

mala (σ = 0.095).

Izabrana regresiona jednaĉina je reprezentativna, jer varijacije nezavisno promenljivih u

znaĉajnoj meri objašnjavaju senzorni kvalitet ĉokoladne mase (r2 = 0.9824).

Analiza varijanse, potvrĊuje da je regresiona jednaĉina u celini statistiĉki znaĉajna, jer je

izraĉunato F > F0.05;6;3= 8.94.

Dobijeni rezultati QDA metodom su u skladu sa senzornom ocenom ispitivanih uzoraka

ĉokolade, što prikazuje Slika 53.

Optimalne osobine strukture i ţvakanja odnosno otapanja u ustima, dobijaju pri vremenu

mlevenja od 90 minuta i pri temperaturi pretkristalizacije od 30°C. Niţa temperatura

pretkristalizacije zahteva duţe mlevenje-90 minuta, da bi se dobile odgovarajuće osobine

ĉvrstoće odnosno preloma ĉokolade kao i osobine otapanja


[94]

Slika 53. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na senzornu ocenu

ĉokolade R1-QDA metodom

4. ĈOKOLADA SA 15% SOJINOG MLEKA U PRAHU



U Tabeli 38 se nalazi hemijski sastav ĉokoladne mase sa 15% sojinog mleka (R2) sa

njenim aminokiselinskim i masno-kiselinski sastavom.

Procenat masnoće 32% i kakao delova 30% je kod svih ĉokolada konstantan, jer su oni

glavni nosioci senzornih karakteristika ĉokolade, arome i boje. Smanjeni procenat sojinog mleka

u ovoj ĉokoladnoj masi je nadomešten dodatkom veće koliĉine šećera i većeg sadrţaja lešnik

paste.





[95]







Kakao delovi (% s.m.) 30.14 Cistin 0.07



Mleĉna mast (% s.m.) - Buterna 0.00

Sojino ulje (% s.m.) 4.2 Kapronska 0.00


Saharoza (% s.m.) 54.25 Kaprinska 0.00

Emulgatori (% s.m.) 0.50 Laurinska 0.00

Laktoza (% s.m.) - Miristinska 0.00



Aminiokiselina % Palmitinska 7.45










Metionin 0.05




nalaze u Tabeli P1 u Prilogu VI.

Iz prikazanih dijagrama se vidi da je uticaj temperature pretkristalizacije na veliĉinu

maksimalnog obrtnog momenta mnogo izraţeniji od uticaja vremena mlevenja, dok na vreme

nukleacije veći uticaj ima vreme mlevenja.


[96]

Slika 54. Termoreogrami ĉokoladne mase R2 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije (26,


Pri vremenu mlevenja od 30 minuta, ĉokoladna masa pretkristalisana na 30°C ima

najniţu vrednost obrtnog momenta ali je potrebno najduţe vreme do poĉetka kristalizacije.

Vreme nukleacije ĉokoladne mase koja je pretkristalisana na 30°C je povećano 3 puta u odnosu

na vreme nukleacije ĉokoladne mase pretkristalisane na 26°C, uz istovremeno smanjenje

maksimalnog obrtnog momenta za 60%. Zavisnost veliĉine maksimalnog obrtnog momenta od

povećanja temperature pretkristalizacije je linearna.

Dobijeni rezultati jasno pokazuju da se sa povećanjem vremena mlevenja sistem ureĊuje,

odnosno da se pri mlevenju od 90 minuta dobija linearna zavisnost smanjenja obrtnog momenta

prilikom povećanja temperature pretkristalizacije. Vreme nukleacije ĉokoladne mase koja je

pretkristalisana na 30°C je povećano 1.7 puta u odnosu na vreme nukleacije ĉokoladne mase

pretkristalisane na 26°C, dok se otpor smanjio 42%.


da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj na promene veliĉine obrnog momenta


[97]

ĉokoladne mase R2 (izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128). Parametri se nalaze u tabeli P2 u

Prilogu VI, a zavisnost vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na veliĉinu

maksimalnog obrtnog momenta ĉokoladne mase R2 prikazane u vidu 3D i konturnih dijagrama

se nalaze na Slici 55.

a) b)

Z1 = 23551.11 -1550.83 tp - 11.44 τ + 25.83 tp2 + 0.37 tp τ +0.02 τ

2



Regresioni koeficijenti b0 b1 i b11 ukazuju i na odreĊene promene zavisno promenljive z-

veliĉine obrtnog momenta, pri promeni nezavisno pomenljive x- temperature pretkristalizacije.


metematiĉki model javlja velika disperzija eksperimentalnih vrednosti. Vrednost koeficijenta

determinacije (r2 = 0.938) ukazuju da je veliĉina obrtnog momenta ĉokolade R2 odreĊene

varijacijama nezavisno promenljivih sa 93.8%.

Analiza varijanse regresione jednaĉine, potvrĊuje da se na nivou znaĉajnosti od 95% (α =

0.05), primenom odabrane regresione jednaĉine moţe predvideti ponašanje veliĉine obrtnog

momenta ĉokolade R2 pri promeni vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije (izraĉunato

F = 42.777 > tabliĉno F0.05;6;3 = 8.94)

Uticaj vremena mlevenja na vreme nukleacije je izraţenije od uticaja temperature

pretkristalizacije. Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti pojedinih parametara regresione jednaĉine


[98]

koji se nalaze u tabeli P2 u Prilogu VI uoĉava se da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan

uticaj na vreme nukleacije (izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128). Najveći uticaj ima kvadratna

promena vremena mlevenja (b22). Najmanji uticaj na zavisno promenljivu ima interakcija

nazavisno promenljivih (b12), kvadratna promena temperature pretkristalizacije (b11) i linearna

promena temperature pretkristalizacije (b1).

Slika 56 prikazuje uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na vreme

nukleacije mase R2 u obliku 3D i konturnog dijagrama.

a) b)

Z2 = -1423.67 + 81.17 tp + 2.42 τ – 1.0 tp2 – 0.04 tpτ - 0.01 τ

2



Vrednost standardne greške regresije (σ = 6.810) potvrĊuje da postoji rasipanje

eksperimentalnih i teorijskih vrednosti usvojene regresione jednaĉine, ali da je ono znatno manje

u odnosu na veliĉinu obrtnog momenta.

Analiza varijanse, potvrĊuje da je regresiona jednaĉina u celini statistiĉki znaĉajna, jer je

izraĉunato F = 139.379 veće od tabliĉne vrednosti F0,05;6,3 = 8.94. Vrednosti koeficijenta

determinacije potvrĊuju da je vreme nukleacije odreĊeno varijacijama nezavisnih parametra sa

98.73% (r2

= 0.9873).


[99]

4.3. Sadrţaj ĉvrstih triglicerida u ĉokoladi

Vreme mlevenja u kugliĉnom mlinu kao i temperatura pretkristalizacije znaĉajno utiĉu na

promenu sadrţaja ĉvrstih triglicerida ĉokoladne mase R2. Oblik svih krivi, odgovara obliku krive

SĈT za mleĉnu ĉokoladnu masu (Slika 57), ali su vrednosti niţe usled prisustva sojinog ulja.

Slika 57. Krive SĈT ĉokoladne mase R2 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije (26, 28,

30°C) i vremena zadrţavanja u mlinu 30, 60 i 90 minuta

Rezultati pokazuju da u prvih trideset minuta mlevenja krive SĈT za ĉokoladne mase

pretkristalisane na 26, 28 i 30°C su skoro identiĉne kroz ĉitav merni temperaturni interval.

Procenat ĉvstih ĉestica triglicerida u ĉokoladnoj masi pretkristalisanoj na 28°C je niţi u odnosu

na 26 i 30°C u mernom intervalu 25-32°C, odnosno u intervalu topljenja, što se odrazilo i na

senzornu – QDA analizu ĉokolade.

Sadrţaj ĉvrstih triglicerida ĉokoladnih masa mlevenih 60 minuta, za sve temperature

pretkristalizacije, se preklapaju duţ kompletnog mernog intervala. Odstupanja se javljaju jedino


[100]

kod ĉokolade pretkristalisane na 30°C i to za temperaturni interval od 20-30°C. Ĉokoladna masa

R2-60, koja se u kugliĉnom mlinu zadrţala 60 minuta ima niţi sadrţaj ĉvrstih ĉestica triglicerida

u odnosu na ĉokoladnu masu mlevenu 30 minuta.

Ĉokoladna masa R2 koja se usitnjavala u kugliĉnom mlinu 90 minuta, pokazuje da

temperatura pretkristalizacije znatno utiĉe na SĈT, a time i na fiziĉke karakteristike ĉokolade.

Niţe vrednosti SĈT za ĉokoladnu masu mlevenu 90 minuta u odnosu na mlevenje od 30 i 60

minuta, uz primenjenu temperaturu pretkristalizacije od 30°C, ukazuju na njenu manju ĉvrstoću i

slabu otpornost na topljenje. Najoptimalniji sadrţaj SĈT-a ima ĉokoladna masa R2 mlevena 90

minuta i pretkristalisana na 26°C.


Reologija ĉokoladne mase R2 u kojoj se umesto kravljeg mleka u prahu nalazi sojino

mleko u prahu se znatno razlikuje od ĉokoladne mase R1. Prikaz izmerenih reoloških parametara

u ĉokoladnoj masi R2 pre i posle pretkristalizacije u zavisnosti od vremena mlevenja i

temperature pretkristalizacije nalaze se u Tabeli 39.

Tabela 39. Reološki parametri, pretkristalisane i nepretkristalisane ĉokoladne mase R2


PRETKRISTALIZACIJE



Vlaga (%) 1.010 0.890 0.830

Viskozitet (Pas) 10.080 12.080 9.659





Temperatura


Viskozitet (Pas) 8.041 7.979 8.876 8.431 8.583 8.110 7.823 7.696 7.724




[101]

Pretkristalizacijom, odnosno ureĊivanjem sistema, viskozitet ĉokoladne mase se smanjuje

za 30% u odnosu na nepretkristalisanu masu. Uticaj vremena mlevenja na viskozitet bez obzira

na primenjenu temperaturu pretkristalizacije je izuzetno izraţen izmeĊu 30-60 minuta mlevenja.

U ovom periodu dolazi do istovremenog sitnjenja, zaobljavanja i oblaganja ĉvrstih ĉestica.

Ĉestice kakao maslaca se izduţuju, dok se emulgator poĉinje rasporeĊivati oko ĉestica šećera i

sojinog mleka u prahu. Vreme mlevenja i zadrţavanja u mlinu je kratko i sistem izgleda haotiĉno

bez obzira na primenjenu temperaturu pretkristalizacije.

UreĊenje sistema se javlja nakon 60-tog minuta kada dolazi do izraţenog i oĉekivanog

pada viskoziteta. U 90 minutu mlevenja uticaj temperature pretkristalisanja na promenu

viskoziteta se potpuno gubi.

Slika 58 jasnije prikazuje neophodnost pretkristalizacije. Slika prikazuje promenu

viskoziteta i prinosnog napona u zavisnosti od temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja.

Slika 58. Promena viskoziteta i prinosnog napona ĉokoladne mase R2 u zavisnosti od temperature

pretkristalizacije (26, 28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60, 90 minuta)

Promena prinosnog napona je znatno izraţenija u prvih 30 minuta mlevenja. Nakon 60

minuta mlevenja temperatura pretkristalizacijenema uticaj na prinosni napon. Promena prinosnog

napona sa vremenom mlevenja kod prekristalisanih masa je najmanja kod ĉokoladne mase

pretkristalisane na 26°C. Najmanju vednost prinosnog napona, nakon 90 minuta mlevenja ima

ĉokoladna masa koja je pretkristalisana na 26°C, jer je ovako niska temperatura pretkristalizacije

omogućila stvaranje relativno male koliĉine sitnih kristala.


[102]

Na Slici 59 prikazana je promena površine tiksotropne petlje ĉokoladne mase R2 u

zavisnosti od temperature pretkristalisanja i vremena zadrţavanja u mlinu. Najveća tiksotropna

petlja se javlja kod nepretkristalisane ĉokoladne mase, jer ĉvrste ĉestice nisu zauzele pravilno

mesto u kristalnoj rešetci i došlo je do haotiĉnog i nasumiĉnog meĊumolekulskog povezivanja.

Površina tiksotropne petlje opada sa vremenom mlevenja u nepretkristalisanom sistemu i u

sistemu sa niskom temperaturom pretkristalisanja, jer to ne odgovara masnoj fazi iz sojinog

mleka. Produţavanjem vremena mlevenja sa 30 na 90 minuta, kod nepretksristalisane mase,

dovodi do smanjenja površine tiksotropne petlje za oko 30%, dok kod ĉokoladne mase R2

pretkristalisane na 26°C ovo smanjenje iznosi 26%. Povećanje temperature pretkristalizacije

izaziva povećanje površine tiksotropne petlje.


pretkristalizacije (26, 28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60 i 90 minuta)

Na Slici 60 prikazan je uticaj temperature pretkristalizacije na vrednost napona smicanja

ĉokoladne mase R2 nakon razliĉitog vremena mlevenja (30, 60, 90 minuta).

Krive proticanja pokazuju da ĉokoladna masa R2 dobijena u kugliĉnom mlinu zadrţava

tiksotropna svojstva koja ima i ĉokoladna masa dobijena standardnim postupkom proizvodnje.

Rezultati pokazuju da uticaj temperature pretkristalizacije na promenu viskoziteta opada sa

povećanjem vremena mlevenja.


[103]



Kriva puzanja

Podaci dobijeni Testom puzanja nalaze se u Tabeli 40., a krive puzanja na Slici 61.

Dobijene krive puzanja jasno ukazuju na viskoelastiĉne osobine ĉokoladne mase. Na formiranje

viskoelastiĉnih osobina ĉokoladne mase R2 utiĉu sojini proteini: β-konglicinin i glicinin, koji

zbog sloţenosti strukture stupaju u meĊumolekulsko povezivanje uz mogućnost stvaranja gela.

Trodimenzionalna mreţa gela nastaje kroz niz specifiĉnih interakcija proteina,

polipeptida ili agregata. Proces moţe da traje duţe ili kraće vreme i zavisi od duţine mlevenja,

temperature u mlinu, eventualnih zona pregrevanja i od koncentracije sojinih proteina.

Povezivanja mogu biti reverzibilna ili ireverzibilna.


[104]


ĉokoladne mase


PRETKRISTALIZACIJE


mlin J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jmax

[Pa-1]

J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Je o

[Pa-1]

Je/Jmax

[%]

Jv/Jmax

[%]

90 0.0625 0.0105 6596 91.65 0.0319 0.0001 0.0006 0.00 287.5 0.0006 2.04 97.96

60 0.0003 0.0003 0.00 91.67 0.0009 0.0000 0.0002 0.00 287.5 0.0002 28.70 71.30

30 0.0000 0.0000 0.00 91.67 0.0001 0.0000 0.0000 0.00 288.2 0.0001 41.50 58.50



R2 J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jmax

[Pa-1]

J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jeo

[Pa-1]

Je/Jmax

[%]

Jv/Jmax

[%]

90-30 0.0107 0.0055 8775 65.54 0.0169 0.0000 0.0015 0.00 255.7 0.0015 9.08 90.92

90-28 0.0206 0.0776 633.5 64.83 0.2427 0.0000 0.0027 2456 256.0 0.0027 1.13 98.87

90-26 0.0325 0.0899 545.1 64.56 0.2821 0.0000 0.0031 2110 255.7 0.0031 1.11 98.89

60-30 0.0220 0.0114 4267 64.27 0.0347 0.0000 0.0020 0.00 255.4 0.0020 5.65 94.35

60-28 0.0242 0.1061 462.0 64.61 0.3330 0.0008 0.0020 1777 255.8 0.0020 0.60 99.40

60-26 0.0215 0.1504 328.3 65.11 0.4728 0.0000 0.0087 1249 256.3 0.0871 18.42 81.58

30-30 0.0375 0.1082 522.9 74.53 0.3355 0.0007 0.0024 1837 256.7 0.0025 0.74 99.26

30-28 0.0400 0.1673 299.4 65.99 0.5255 0.0003 0.0035 1132 257.1 0.0035 0.67 99.33

30-26 0.0339 0.1024 487.2 65.74 0.3164 0.0006 0.0084 1902 256.9 0.0084 2.66 97.34

Sojin protein β-konglicinin je termolabilniji u odnosu na glicinin. Temperatura

denaturacije β-konglicinina je oko 70°C, a glicinina oko 90°C. Za ţeliranje glicinina odgovorne

su disulfidne veze i elektrostatiĉke interakcije, dok su za ţeliranje β-konglicinina odgovorne

uglavnom vodoniĉne veze. Minimalna koncentracija proteina pri kojoj se moţe formirati gel je

8% (49).


[105]


28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60, 90 minuta)

Povećanjem vremena mlevenja dolazi do opadanja viskoelastiĉnih osobina

nepretkristalisane mase odnosno mase uzete direkno iz mlina (Slika 62).

Slika 62. Uticaj vremena mlevenja na vrednost odnosa elastiĉnog odziva (Je) i viskoznog

odziva (Jv) i Jmax ĉokoladne mase R2


[106]

Koliĉina sojinog mleka od 15% zajedno sa ĉesticama šećera se potpuno usitnila tek

nakon 60 minuta mlevenja, a koliĉina emulgatora bila je dovoljna da obavije svaku ĉvrstu

ĉesticu. To je razlog smanjenja elastiĉnih osobina ĉokoladne mase. Ovu pojavu potpomaţe i

nedovoljna koncentracija sojinih proteina potrebna za formiranje gela (u masi R2 nalazi se 7.7%

sojinih proteina).

MeĊutim, kada se masa pretkristališe, dolazi do ureĊivanja sistema. Pretkristalizacija ima

znatno veći uticaj na pojavu elastiĉnih osobina u ĉokoladnoj masi R2 od vremena mlevenja.

Uticaj pretkristalizacije i vremena mlevenja na pojavu viskoelastiĉnog ponašanja

ĉokolade su prikazani na Slici 63. Rezultati pokazuju da ĉokoladna masa R2 koja se

pretkristališe na temperaturi od 28°C, bez obzira na vreme mlevenja, se ponaša najsliĉnije

mleĉnoj ĉokoladnoj masi i ima najmanji procenat elastiĉnih osobina.

Slika 63. Uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na vrednost odnosa elastiĉnog

odziva (Je) i viskoznog odziva (Jv) i Jmax ĉokoladne mase R2

Masa koja se pretkristališe na 26°C i usitnjava 30-60 minuta, usled svoje sloţene

strukture, koja je posledica raspodele ĉestica po veliĉini i obrazovanja Van der Wallsovih veza,

ima dosta izraţene elastiĉne osobine. One se gube pri vremenu mlevenja od 90 minuta. Na

sisteme koji su pretkristalisani na 30°C, primećuje se da se odnos Je/Jmax povećava sa

vremenom mlevenja.

Uticaj temperature pretkristalizacije na vrednost Je/Jmax i Jv/Jmax je veći od vremena

usitnjavanja što pokazuje i statistiĉka obrada podataka. Uticaj nezavisno promenljivih:

temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na odnos Jv/Jmax prikazani su na Slici 64.


[107]

a) b)

Z3= -1037.86 + 79.71 tp + 0.36 τ – 1.37 tp2 – 0.04 tpτ + 0.01 τ

2

Slika 64. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na odnos Jv/Jmax ĉokoladne

mase R2 a) 3D dijagram b) konturni dijagram

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti parametara regresione jednaĉine koji se nalaze u

Tabeli P3 u Prilogu VI uoĉava se da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj na odnos

Jv/Jmax (izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128). Najveći uticaj ima linearna promena

temperature pretkristalizacije (b1) i kvadratna promena vremena mlevenja (b22). Znatno manji

uticaj na zavisno promenljivu ima interakcija nazavisno promenljivih (b12).

Vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da su varijacije Jv/Jmax odreĊene

varijacijama nezavisnih parametra sa 75.86% (r2

= 0.7586). Vrednost standardne greške regresije

(σ = 4.166) potvrĊuje rasipanje eksperimentalnih od teorijskih vrednosti usvojene regresione

jednaĉine.

Regresiona jednaĉina je u celini statistiĉki znaĉajna, jer je izraĉunato F = 338.716 veće od

tabliĉne vrednosti F0.05;6,3 = 8.94.

Oscilatorna merenja

Promene viskoznog (G") i elastiĉnog (G') modula uzoraka ĉokolade R2 od ugaone brzine,

prikazani su na Slici 65 dok su faktori gubitka prikazani u Tabeli 41.


[108]

a) b)

c) d)

e)


elastiĉnosti (G') ĉokoladne mase R2 nakon mlevenja: a) posle 30 minuta b) detaljniji prikaz krive

a c) posle 60 minuta d) detaljniji prikaz krive c e) posle 90 minuta

Prateći faktor gubitka odnosni tanδ, koji predstavlja odnos viskoznog i elatiĉnog modula,

moţemo uoĉiti da li se radi o elastiĉnim ili viskoznom sistemu. Elastiĉne deformacije pri

oscilatornom merenju karakteriše tanδ<1, dok je za viskozne deformacije tanδ>1.


[109]

Rezultati ispitivanja nepretkristalisane ĉokoladne mase R2 pokazuju da su u ovom

sistemu elastiĉni moduli jaĉe izraţeni od viskoznih. Nepretkristalisana ĉokoladna masa koja se u

mlinu usinjavala 90 minuta, gubi elastiĉne module i javljaju se viskozni, a faktor gubitka je u

tom sistemu tanδ = 2.5681. Pretkristalizacija donosi sa sobom ureĊenje svih sistema i izraţenije

module viskoznosti (G").


R2-mlin tanδ=G"/G'

30 0.212

60 0.458

90 2.568

R2-90 tanδ=G"/G'

90-30 2.268

90-28 2.399

90-26 4.213

R2-60 tanδ=G"/G'

60-30 5.449

60-28 8.354

60-26 6.550

R2-30 tanδ=G"/G'

30-30 5.222

30-28 7.051

30-26 11.505

U regresionoj jednaĉini koja definiše zavisnost tanδ (faktora gubitka) od temperature

pretkristalizacije i vremena mlevenja, apsolutne t-vrednosti svih regresionih koeficijenta su

manje od tabliĉne vrednosti t0.05;3 = 3.182 i nalaze se u Tabeli P3 u Prilogu VI. Najveći uticaj ima

regresioni koeficijent koji pokazuje interakciju nezavisnih promenljivih b12, b0 i b22 kvadratni

uticaj vremena mlevenja. Ostali regresioni faktori su bez većeg uticaja. Na Slici 66 prikazan je

pomoću 3D i konturnog dijagrama uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na

zavisno promenljivu tanδ = G"/G' ĉokoladne mase R2 .


regresionog modela, ukazuju da je disperzija eksperimentalnih podataka od teorijskih mala za

tanδ (σ = 1.091). Visoke vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da je izabrana regresiona

jednaĉina reprezentativna, odnosno da varijacije nezavisno promenljivih (temperature


[110]

pretkristalizacije i vreme mlevenja) u znaĉajnoj meri objašnjavaju zavisne promenljive (r2

=

0.9368).

a) b)

Z4= 45.46389 – 0.92625 tp - 0.41002 τ – 0.01671 tp2 + 0.01808 tpτ - 0.00149 τ

2

Slika 66. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na tanδ=G"/G' ĉokoladne


Rezultati analize varijanse potvrĊuju da je regresiona jednaĉina u celini statistiĉki

znaĉajna i da se moţe koristiti za predviĊanje promena tanδ u funkciji odabranih nezavisno

promenljivih (F = 22.33 veće od F0.05;6;3 = 8.94).


Toplotne karakteristike ĉokoladne mase R2 - prikazane su u Tabeli 42.

Za razliku od uzoraka R1, s obzirom na sastav, imamo drugaĉiju tendeciju promene

Tindexa. Posmatrajući po temperaturi pretkristalizacije, uoĉava se tendecija porasta Tindexa bez

obzira na vreme usitnjavanja. Vreme usitnjavanja drastiĉnije menja Tindexa, jer uzorke sa

zadrţavanjem u mlinu u trajanju od 30 minuta i uzorci sa zadrţavanjem od 60 minuta imaju veće

vrednosti Tindexa što je u skladu sa istraţivanjima Afoakwa i saradnika (89) da se sa smanjenjem

veliĉine ĉestica povećava interval topljenja zbog jaĉih interakcija izmeĊu komponenti.


[111]


Uzorak Tonset

(oC)

Tend (oC)

Tpeak

(oC)

Tindex

(oC)

ΔHmelt

(J/g)

Veliĉina

ĉestice

(μm)

R2-30-26 26.88 36.66 33.66 9.78 29.40

106.15 R2-30-28 29.49 37.35 34.19 7.86 21.11

R2-30-30 27.81 39.66 34.41 11.85 24.97

R2-60-26 27.71 40.19 34.72 12.48 24.73

86.33 R2-60-28 27.69 40.16 34.6 12.47 21.30

R2-60-30 27.92 40.87 35.05 12.95 25.17

R2-90-26 31.24 35.49 33.52 4.25 28.19

78.48 R2-90-28 27.31 35.8 33.28 8.49 30.37

R2-90-30 27.74 35.95 33.29 8.21 27.27

MeĊutim, ovde su prisutni i ţelirajući uticaji sojinih proteina. Za ţeliranje glicinina

odgovorne su disulfidne veze i elektrostatiĉke interakcije. Glicinin formira stabilan gel sa

cilindriĉnom strukturom, dok nepravilan gel formira β-konglicinin i odgovorne su uglavnom

vodoniĉne veze. Gel nastaje agregacijom molekula i ima strukturu duple spirale sa mnoštvom

popreĉnih veza (49).

Karakteristiĉne DSC krive zavisnosti protoka toplote od temperature ĉokoladne mase R2-

90, koja ima najureĊeniji sistem i najstabilnije vrednost ΔHmet, prikazuje Slika 67.

Slika 67. Zavisnost protoka toplote od temperature za ĉokoladnu masu R2-90


[112]

Svi uzorci u proseku imaju tendenciju porasta entalpije. Minimalne vrednosti entalpije su

uoĉene kod uzoraka R2-30-28 i R2-60-28, dok uzorak R2-90 ima najveće vrednosti bez obzira

na temperaturu pretkristalizacije što se objašnjava jakim interakcijama izmeĊu ĉestica i

ureĊenošću sistema. Sa smanjenjem veliĉine ĉestica, odnosno sa povećanjem vremena

zadrţavanja u mlinu rastu i vrednosti entalpije.


Eksperimentalni rezultati merenja ĉvrstoće ĉokolade u funkciji povećanja vremena

mlevenja i temperature pretkristalizacije dati su u Tabeli P4 u prilogu, a grafiĉki prikaz se nalazi

na Slici 68.

Slika 68. Uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na ĉvrstoću ĉokolade R2

Vreme mlevenja i temperatura pretkristalizacije imaju podjednak uticaj na ĉvrstoću

ĉokolada R2. Najbolju ĉvrstoću ima ĉokolada prekristalisana na 26°C koja se usitnjavala u

kugliĉnom mlinu 90 minuta, jer usitnjavanjem ĉokolade opada ĉvrstoća, tako da produţeno

vreme mlevenja zahteva niţu temperaturu pretkristalizacije.

Rezultati statistiĉke obrade eksperimentalno dobijenih rezultata za ĉvrstoću ĉokolade R2

u zavisnosti od temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja nalazi se na Slici 69. Primećuje

se da temperatura pretkristalizacije i vreme mlevenja podjednako utiĉu na ĉvrstoću ĉokolade,

odnosno na silu koja je potrebna da doĊe do loma ĉokolade.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00Sila (N)

R2-30-

26

R2-30-

28

R2-30-

30

R2-60-

26

R2-60-

28

R2-60-

30

R2-90-

26

R2-90-

28

R2-90-

30


[113]

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti pojedinih parametara regresione jednaĉine iz Tabela

P4 u Prilogu VI, uoĉava se da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj na promene

ĉvrstoće ĉokolade (izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128). Regresioni koeficijenti b12 i b22,

mogu ipak ukazati na odreĊene promene zavisno promenljive z (ĉvrstoće ĉokolade), pri promeni

nezavisno pomenljivih x (temperature pretkristalizacije) i y (vremena mlevenja).

a) b)

Z5 = 542.7622 – 36.2325 tp – 0.8991 τ + 0.6929 tp2 – 0.0389 tpτ + 0.0180 τ

2



Vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da su varijacije ĉvrstoće ĉokolade

odreĊene varijacijama nezavisnih parametra sa 70.94% (r2

= 0.7094). Standardna greška regresije

(σ = 10.10) potvrĊuje da je nešto veće rasipanje eksperimentalnih od teorijskih vrednosti

usvojene regresione jednaĉine

.


Rezultati testa sivljenja 32/20°C ĉokoladne mase R2 u zavisnosti od vremena mlevenja i

temperature pretkristalizacije dati su na Slici 70. Iz dobijenih rezultata se vidi da je ĉokolada R2

dobijena u kugliĉnom mlinu izuzetno neotporna na proces sivljenja.


[114]

Najveću otpornost na sivljenje, odreĊenu kao broj ciklusa do prvih znakova sivljenja kao

i ukupan broj ciklusa do potpunog sivljenja proizvoda, pokazuju uzorci ĉokolade koja se

usitnjavala u kugliĉnom mlinu 90 minuta sa temperaturom pretkristalizacije od 28°C.

Nema sivljenja


Slabo siva

Siva

Jako siva

Potpuno siva

Slika 70. Dinamika sivljenja uzoraka ĉokolade R2-Test sivljenja 32/20 ⁰C

Neotpornost ĉokolade je posledica naĉina proizvodnje, kao i prisusutva sojinog i

lešnikovog ulja koje je izazvalo poremećaje u kristalizaciji kakao maslaca. Neophodno je za

stabilizaciju sistema dodati inhibitore sivljenja kao što su: frakcije mleĉne masti sa višom taĉkom

topljenja, asimetriĉni trigliceridi, stearin iz palminog ulja, poliestri saharoze, sorbitan, tristearat i

dr. Moguće je koristiti i tehniĉka dostignuća, odnosno upotrebiti neku metodu usavršavanja

procesa prizvodnje ĉokolade na kugliĉnom mlinu koju imaju firme Mazzeti Renato i Duyvis

Wiener.


[115]

U Prilogu VI u Tabeli 13 su date izmerene vrednosti pokazatelja boje po Hunterovom

sistemu tokom testa sivljenja. Svetloća boje površine ĉokolade R2 je izmerena nakon prvog,

petog, dvanaestog i dvadeset drugog dana sivljenja. UporeĊivanjem ovih vrednosti dobija se

kompleksniji uvid u dinamiku sivljenja ispitivanih uzoraka ĉokolade.

Slika 71 prikazuje histogram vrednosti za svetloću po Hunteru (Lhu) ispitivanih uzoraka

ĉokolade pre i posle testa sivljenja 32/20°C u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature

pretkristalisanja ĉokoladne mase. Rezultati pokazuju da je sa stanovišta svetloće boje ĉokoladnu

masu R2 potrebno zadrţavati u mlinu 90 minuta uz pretkristalizaciju na 28 ili 30°C.

0

10

20

30

40

50

60

70L*ab

R2-3

0

R2-6

0

R2-9

0

R2-3

0

R2-6

0

R2-9

0

R2-3

0

R2-6

0

R2-9

0

26˚C 28˚C 30˚C

Pre sivljenja

Posle sivljenja

Slika 71. Histogram vrednosti za svetloću po Hunteru (Lhu) ispitivanih uzoraka ĉokolada

R2 pre i posle testa sivljenja u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije

Statistiĉkom obradom podataka, gde odzivna funkcija z predstavlja sivljenje ĉokoladne

mase R2 a nezavisno promenljive x-temperature pretkristalizacije i y- vreme mlevenja prikazana

je 3D i konturnim dijagramom na Slici 72. Regresioni koeficijenti nalaze se u Tabeli P4 u

Prilogu VI.

U regresionoj jednaĉini koja definiše sivljenje apsolutne t-vrednosti svih regresionih

koeficijenta su manje od tabliĉne vrednosti t0.05;3 = 3.182, pa moţemo smatrati da pomenuti

parametri nisu statistiĉki znaĉajni (t < t0.05;3). Najveći uticaj imaju parametri koji ukazuju na

linearu i kvadratnu zavisnost vremena mlevenja, pa moţemo zakljuĉiti da vreme mlevenja ima

neznatno veći uticaj na proces sivljenja, od temperature pretkristalizacije.


[116]

a) b)

Z6= - 195.667 + 14.50 tp - 0.428 τ – 0.250 tp2 + 0.008 tpτ + 0.002 τ

2



Vrednosti standardne greške regresije, predstavlja apsolutnu meru reprezentativnosti

regresionog modela i ukazuju da je disperzija eksperimentalnih podataka od teorijskih mala (σ =

1.843). Visoke vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da je izabrana regresiona jednaĉina

reprezentativna i da varijacije nezavisno promenljivih u znaĉajnoj meri objašnjavaju promene

sivljenja sa 75.20% (r2 = 0.7520) ĉokoladne mase R2. Rezultati analize varijanse potvrĊuju da je

regresiona jednaĉina u celini statistiĉki znaĉajna i da se moţe koristiti za predviĊanje promena

procesa sivljenje u funkciji odabranih nezavisno promenljivih (F = 15.630 > F0,05;6;3 = 8.94).


Izgled svih ĉokolada koje su dobijene iz ĉokoladne mase R2, nalaze se na Slici 73.

U Tabeli 43 je prikazan uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na

ukupan broja ponderisanih bodova. Rezultati pokazuju da na senzorne osobine ĉokolade R2

znatno više utiĉe vreme mlevenja nego temperatura pretkristalizacije.

Mlevenje ĉokoladne mase 90 minuta u mlinu utiĉe na dobijanje ĉokolade odliĉnih i vrlo

dobrih senzornih svojstava. Ovo je posledica odgovarajućih reoloških svojstava ĉokoladne mase


[117]

koja pogoduju nastajanju optimalne koliĉine kristalizacionih jezgara. To se najbolje uoĉava kod

ĉokoladnih masa koje su pretkristalisane na 28 i 30°C.

R2 30 26 R2 30 28 R2 30 30

R2 60 26 R2 60 28 R2 60 30

R2 90 26 R2 90 28 R2 90 30


Ĉokolada koje se usitnjavala u kugliĉnom mlinu 90 minuta ima jasan oblik, besprekornu

boju i glatku površinu bez obzira na primenjenu temperaturu pretkristalizacije. Sjaj ovih uzoraka

ĉokolade je dobar dok je prelom ravan, odliĉne strukture i odgovarajuće ĉvrstoće. Relativno se

brzo tope prilikom ţvakanja dok im je ukus neoĉekivan, ali nije neprijatan. Ĉokolada

pretkristalisana na 26°C ipak ima lošije topljenje i prelom u odnosu na ĉokoladu pretkristalisanu

na 28 i 30°C.


[118]

Tabela 43. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalisanja na ocenu senzornog


Faktor kvaliteta Fakt.

znaĉaja

Temperature pretkristalizacije (⁰C)

26 28 30

R2




Ţvakanje 0.20 0.40 0.5 0.72 0.42 0.48 0.72 0.44 0.5 0.72

Miris 0.20 0.58 0.56 0.68 0.58 0.6 0.7 0.58 0.58 0.74

Ukus 0.35 1.05 0.98 1.22 1.05 1.01 1.26 1.05 1.01 1.29

Zbir ponderisanih bodova 2.91 2.89 3.62 2.89 3.05 3.69 3.05 3.08 3.69

Kategorija kvaliteta D VD VD D VD VD D D VD



Funkcionalna zavisnost ukupnog broja ponderisanih bodova pri senzornoj analizi od

vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije je definisana primenom regresione jednaĉine i

priazana na Slici 74 pomoću 3D i konturnog dijagrama. Na osnovu t-vrednosti koje se nalaze u

Tabeli P5 u Prilogu VI uoĉava se da vreme mlevenja ima znatno veći uticaj na senzorni kvalitet.

a) b)

Z7 = 1.422264 + 0.097497 tp - 0.020111 τ – 0.000833 tp2 – 0.000292 tpτ + 0.000335 τ

2

Slika 74. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na ukupan broj

ponderisanih bodova ĉokolade R2 a) 3D dijagram b) konturni dijagram


[119]


da samo parametar b22 ima statistiĉki znaĉajan uticaj, jer je njegova t-vrednost = 6.915 > tabliĉne

3.128. Ostali regresioni koeficijent nemaju statistiĉki znaĉajan uticaj, mada najveći uticaj ima

linerni koeficijent b2. Vrednosti standardne greške regresije, ukazuju da je disperzija

eksperimentalnih podataka od teorijske krive jako mala (σ=0.196). Visoke vrednosti koeficijenta

determinacije (r2 = 0.994) potvrĊuju da je izabrana regresiona jednaĉina reprezentativna i da

objašnjava organoleptiku ĉokoladne mase R2 sa 99.40%. Analiza varijanse, potvrĊuje da je

regresiona jednaĉina u celini statistiĉki znaĉajna, jer je izraĉunato F > F0.05;6,3 = 8.94.

Senzorni kvalitet ĉokolade odreĊen je i primenom QDA metode, kojom su pojedinaĉno

ocenjeni parametri presudni za formiranje ocene za kvalitet teksture i topivosti. Rezultati su

prikazani na Slici 75, numeriĉke vrednosti ocenjivanja date su u Tabeli P9 u Prilogu VI, a

formulari za senzornu analizu QDA metodom nalaze se u Prilogu VI P3 i P4.




Slika 75. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalisanja na senzornu ocenu

ĉokolade R2 – QDA metodom

Dobijeni rezultati QDA metodom su u skladu sa rezultatima za ukupni broj ponderisanih

bodova za senzornu ocenu ispitivanih uzoraka ĉokolade R2. Optimalne osobine strukture i

ţvakanja odnosno otapanja u ustima ima ĉokolada koja je dobijena u kugliĉnom mlinu pri

vremenu usitnjavanja od 90 minuta i pri temperaturi pretkristalizacije od 28 i 30°C. Bolje

osobine hlaĊenja, ĉak i do 33%, ima masa R2-90-30 u odnosu na masu R2-90-26.


[120]

5. ĈOKOLADA SA 20% SOJINOG MLEKA U PRAHU



U Tabeli 44 se nalazi hemijski sastav ĉokoladne mase sa 20% sojinog mleka u prahu (R3)

sa njenim aminokiselinskim i masno-kiselinski sastavom. Sirovinski sastav ĉokoladne mase R3 i

R1 su identiĉne, samo što je 20% kravljeg mleka u prahu iz ĉokoladne mase R1 zamenjeno sa

20% sojinog mleka u prahu u masi R3.










Mleĉna mast (% s.m.) - Buterna 0.00

Sojino ulje (% s.m.) 5.20 Kapronska 0.00


Saharoza (% s.m.) 52.07 Kaprinska 0.00

Emulgatori (% s.m.) 0.5 Laurinska 0.00

Laktoza (% s.m.) - Miristinska 0.00



Aminiokiselina % Palmitinska 7.45










Metionin 0.07


[121]




nalaze u Tabeli P1 u Prilogu VI.

Dobijeni rezultati jasno pokazuju da se sa povećanjem vremena mlevenja sistem ureĊuje,

odnosno da se pri mlevenju od 90 minuta dobija linearna zavisnost smanjenja obrtnog momenta

sa povećanjem temperature pretkristalizacije.

Slika 76. Termoreogrami ĉokoladne mase R3 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije (26,


U sistemu R3-90-30 primećujemo da se veliĉina maksimalnog obrtnog momenta smanjila

za 60% u odnosu na ĉokoladnu masu R3-90-26. Smanjenje obrtnog momenta se odraţava na

dobijanje slabije senzorne ocene i ĉvrstoće ĉokolade. Pri najkraćem vremenu mlevenja od 30

minuta, masa je još uvek nehomogena što se odrazilo na nekontrolisanu kristalizaciju, tako da je


[122]

ĉokoladna masa temperirana na 30°C, iskristalisala pre vremena. Optimalni uslovi

pretkristalizacije i vremena mlevenja za dobijanje ĉokoladne mase odgovarajućih fiziĉkih i

reoloških osobina su temperatura od 28°C i vreme usitnjavanja od 90 minuta.

Statistiĉkom obradom podataka iz Tabele P2 u Prilogu VI, izraĉunate su funkcionalne

zavisnosti pojedinih parametara pretkristalizacije od vremena mlevenja i temperature

pretkristalizacije i prikazane su u vidu 3D i konturnih dijagrama na Slici 77.

Rezultati ukazuju da temperatura pretkristalisanja ima veći uticaj na veliĉinu

maksimalnog obrtnog momenta u odnosu na vreme mlevenja. PoreĊenjem dobijenih t-vrednosti

sa tabliĉnom vrednosti t0.05;3 = 3.182, uoĉava se da su najznaĉajniji parametri u regresionoj

jednaĉini: b0, b1 i b11, odnosno ĉlanovi koji ukazuju na znaĉajnost temperature pretkristalizacije.

a) b)

Z1= 32075.5556 - 2239.1667 tp + 29.1111 τ + 39.1667 tp2 - 0.625 tp τ - 0.087 τ

2



Vrednosti standarne greške regresije ukazuje na znaĉajno rasipanje eksperimentalnih od

teorijskih vrednosti (σ = 89.35). Rezultati analize varijanse (F = 24.12 je veće od tabliĉne

vrednosti F0.05;6;3 = 8.94) uz rizik greške α = 0.05 (p < 0.05), potvrĊuju da primenjena regresiona

jednaĉina u celini statistiĉki znaĉajno definiše zavisnost veliĉine obrtnog momenta od nezavisnih

parametara. Veliĉina obrtnog momenta kod ĉokolade R3 je odreĊen varijacijama temperature

prekristalizacije i vremena mlevenja sa 90.01 % (r2

= 0.901).


[123]

Na vreme nukleacije ĉokoladne mase R3 veći uticaj ima temperatura pretkristalizacije od

vremena usitnjavanja. Vreme nukleacije ĉokoladne mase R3-90-30 se povećalo 3 puta u odnosu

na ĉokoladnu masu R3-90-26. Regresiona analiza eksperimentalnih vrednosti potvrĊuje da su

statistiĉki najznaĉajniji parametri b0, b11 i b1, odnosno, da na vrednosti zavisno promenljive

najveći uticaj ima linearni i kvadratni efekat temperature pretkristalizacije, dok je uticaj vremena

mlevenja praktiĉno zanemarljiv. Testiranjem koeficijenta regresije b0, koji predstavlja vrednost

vremena nukleacije kada su nezavisno promenljive x i y jednake nuli i parametara b1 i b11

utvrĊeno je ipak da pomenuti parametri nisu i statistiĉki znaĉajni (t < t0.05;3).

a) b)

Z2= - 5465.3333 + 381.9167 tp - 1.2833τ - 6.5 tp2 + 0.0292 tpτ + 0.0011τ

2



Vrednosti standardne greške regresije, ukazuju da je disperzija eksperimentalnih

podataka nešto veća od teorijske krive (σ =16.03). Visoke vrednosti koeficijenta determinacije

potvrĊuju da je izabrana regresiona jednaĉina reprezentativna, odnosno da varijacije nezavisno

promenljivih (vreme mlevenja i temperatura pretkristalizacije) u znaĉajnoj meri objašnjavaju

promene vremena nukleacije (r2 = 0.928) ĉokoladne mase R3.

Prema dobijenim rezultatima vremena nukleacije i veliĉine maksimalnog obrtnog

momenta optimalna ĉokolada je R3-90-28.


[124]


Temperatura pretkristalizacije ima veći uticaj na sadrţaj SĈT u ĉokoladnoj masi R3 od

vremena mlevenja u kugliĉnom mlinu što se moţe videti na Slici 79. Krive SĈT za 60 i 90

minuta mlevenja su skoro identiĉne. Relativno visok sadrţaj ĉvrstih triglicerida ima ĉokolada

mlevena samo 30 minuta bez obzira na temperaturu pretkristalizacije što je verovatno posledica

kratkog, odnosno nedovoljnog, vremena usitnjavanja.

Slika 79. Krive SĈT ĉokolade R3 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije (26, 28, 30°C) i

vremena mlevenja (30, 60 i 90 minuta)

Temperaturni interval izmeĊu 25°C i 30°C na krivama SĈT definiše otpornost ĉokolade

na topljenje i dobijene relativno visoke vrednosti, bez obzira na primenjenu temperaturu

pretkristalizacije i vreme mlevenja, ukazuje na stabilnost ispitivanih uzoraka ĉokolade.

Pri temperaturama pretkristalizacije od 26°C i 28°C ne postoji bitna razlika u SĈT

izmeĊu ĉokolade koja se proizvele pri vremenu usitnjavanja od 60 i 90 minuta. Ĉokolada koja je


[125]

temperirana na 30°C ima manji sadrţaj ĉvrstih triglicerida bez obzira na vreme mlevenja, jer više

temperature pretkristalizacije ĉokolade usporavaju kristalizaciju. TakoĊe, sastav masne faze

ĉokoladne mase R3, gde dolazi do porasta nezasićenih masnih kiselina je razlog smanjenog

sadrţaja ĉvrstih triglicerida u R3-30.

Ĉokolada koja je pretkristalisana na 28°C, bez obzira na vreme mlevenja ima

najoptimalniji sadrţaj ĉvrstih triglicerida.


Tabelarni prikaz izmerenih reoloških parametara u ĉokoladnoj masi R3 pre i posle

pretkristalizacije prikazane su u Tabeli 45, dok je na Slici 80 data promena viskoziteta i

prinosnog napona ĉokoladne mase R3 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije i vremena

zadrţavanja u mlinu.

Tabela 45. Reološki parametri pretkristalisane i nepretkristalisane ĉokoladne mase R3


PRETKRISTALIZACIJE



Vlaga (%) 1.13 1.14 1.08

Viskozitet (Pas) 14.23 13.65 12.84





Temperatura


Viskozitet (Pas) 10.28 9.34 9.54 8.79 11.47 10.56 8.18 10.58 10.10



Vrlo visok viskozitet ĉokoladne mase iz mlina, u kojoj nije došlo do pretkristalizacije,

pokazuje da je neophodno izvršiti pretkristalizaciju ĉokoladne mase. Pretkristalizacijom,

odnosno ureĊivanjem sistema, viskozitet se smanjuje za 30%.


[126]

Uticaj vremena mlevenja na viskozitet bez obzira na primenjene temperature

pretkristalizacije je izuzetno izraţen izmeĊu 30-60 minuta mlevenja. U ovom periodu dolazi do

istovremenog sitnjenja ĉestica, zaobljavanja ĉvrstih ĉestica a kakao maslac i emulgatori se

poĉinju rasporeĊivati oko ĉestica šećera i sojinog mleka u prahu. Vreme mlevenja od 30 minuta

je relativno kratko i sistem izgleda haotiĉno na svim temperaturama pretkristalizacije. UreĊenje

sisitema se javlja nakon 60-tog minuta mlevenja kada dolazi do jasnog oĉekivanog pada

viskoziteta. U sistemu koji je pretkristalisan na 30°C obrazovalo se malo krupnih kristala, pa je

viskozitet niţi u odnosu na sisteme koji su pretkristalisani na niţe temperature, jer se kod njih

obrazovala veća koliĉina sitnih kristala.

Promena prinosnog napona ĉokoladne mase R3 u zavisnosti od temperature

pretkristalizacije i vremena usitnjavanja u mlinu prikazana je na Slici 80. Uticaj vremena

mlevenja na promenu prinosnog napona je veoma izraţen u prvih 60 minuta mlevenja.

Slika 80. Promena viskoziteta i prinosnog napona ĉokoladne mase R3 u zavisnosti od

temperature pretkristalizacije (26, 28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60 i 90 minuta)

U industrijskoj praksi, optimalna vrednost prinosnog napona ĉokoladne mase, sa

stanovišta utroška energije i senzornih karakteristika proizvoda je od 6 - 8 Pa. Ukoliko je

vrednost preko 8 Pa, ĉokoladana masa se teško razliva tako da se stvara nepotrebna debljina

preliva na proizvodu. Ĉokoladna masa koja ima vrednost prinosnog napona ispod 6 Pa,

ravnomerno će se preliti po proizvodu, ali energetski utrošci za njeno dobijanje su znaĉajni.


[127]

Dobijeni rezultati su pokazali da je prinosni napon ĉokoladne mase koja je

pretkristalisana na 28°C, posle 90 minuta mlevenja, najpribliţniji po svojoj vrednosti optimumu.

TakoĊe, ova temperatura pretkristalizacije u ĉokoladnom sistemu favorizuje najmanje variranje

prinosnog napona što vodi stabilnosti i ureĊenju sistema.

Promena površine tiksotropne petlje ĉokoladne mase R3 u zavisnosti od primenjene

temperature pretkristalizacije i vremena zadrţavanja u mlinu data je na Slici 81.

Veliĉina površine tiksotropne petlje zavisi od sirovinskog sastava ĉokoladne mase,

odnosa ĉvrste i masne faze, temperature ĉokoladne mase, veliĉine dejstva sile i vremena

mešanja. Uticaj vremena usitnjavanja na promenu u površini tiksotropne petlje je veoma izraţen

kod nepretkristalisane ĉokoladne mase. Prilikom povećanja vremena mlevenja sa 30 na 90

minuta, javlja se smanjenje površine tiksotropne petlje za 70%.


pretkristalizacije (26, 28, 30°C) i vremena mlevenja (30, 60 i 90 minuta)

Proces pretkristalizacije je povećao teĉljivost i uticao na lakše proticanje ĉokoladne mase

što se odrazilo i na ureĊenje sistema i smanjenje površine tiksotropne petlje.

Ĉokoladna masa koja se pretkristalisala na 30°C ima najmanju površinu tiksotropne

petlje, jer se formirala mala koliĉina velikih kristala i sistem vrlo lako teĉe. Pad u površini

tiksotropne petlje sa povećanjem vremena usitnjavanja mlevenja od 30 na 90 minuta za ovu


[128]

temperaturu pretkristalizacije je 38%. To ukazuje da se sistem uredio, pod uticajem duţeg

vremena mešanja i usitnjavanja.

Veću površinu tiksotropne petlje imaju ĉokoladne mase pretkristalisane na 26 i 28°C, jer

imaju i veću koliĉinu formiranih kristala. Uticaj vremena mlevenja na površinu tiksotropnih

petlji se gubi od 80-tog minuta usitnjavanja.

Krive proticanja ĉokoladnih masa pre i posle pretkristalizacije na 26, 28, 30°C su

prikazane na Slici 82.



Rezultati pokazuju da posle 30 minuta mlevenja postoji izraţena razlika izmeĊu

nepretkristalisanih i pretkristalisanih ĉokoladnih masa. Povećanje vremena mlevenje utiĉe na

ureĊenje sistema bez obzira na temperature pretkristalizacije, a smanjenje napona smicanja je

izraţeno tek kod ĉokoladne mase temperirane na 30°C.


[129]

Kriva puzanja

OdreĊivanje reoloških osobina Testom puzanja se izvodi u linearnom viskoelastiĉnom

reţimu u kome amplituda deformacije proporcionalno odgovara amplitudi primenjenog napona

smicanja. Grafiĉki podaci nalaze se u Tabeli 46, dok Slika 83 prikazuje krive puzanja ĉokoladne

mase R3 u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije.


ĉokoladne mase


PRETKRISTALIZACIJE


mlin J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jmax

[Pa-1]

J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Je o

[Pa-1]

Je/Jmax

[%]

Jv/Jmax

[%]

90 0.0000 0.0002 0.00 144.4 0.0007 0.0003 0.0001 0.00 340.4 0.0002 23.71 76.30

60 0.0027 0.0027 0.00 69.88 0.0082 0.0006 0.0006 0.00 200.5 0.0006 7.44 92.56

30 0.0010 0.0005 0.00 66.21 0.0016 0.0016 0.0000 0.00 262.0 0.0001 6.52 93.48



R2 J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jmax

[Pa-1]

J0

[Pa-1]

J1

[Pa-1]

η0

[Pas]

λ1

[s]

Jeo

[Pa-1]

Je/Jmax

[%]

Jv/Jmax

[%]

90-30 0.0000 0.0985 706.3 91.66 0.2991 0.0001 0.0015 2222 287.5 0.0011 0.38 99.62

90-28 0.0195 0.1143 468.3 70.51 0.3470 0.0000 0.0010 1771 266.3 0.0010 0.29 99.71

90-26 0.0083 0.0358 1942 91.68 0.1086 0.0001 0.0005 6144 287.5 0.0006 0.55 99.45

60-30 0.0003 0.0002 0.00 91.65 0.0007 0.0002 0.0001 0.00 287.5 0.0001 17.17 82.83

60-28 0.0001 0.0001 0.00 91.68 0.0004 0.0002 0.0001 0.00 287.5 0.0001 23.49 76.51

60-26 0.0077 0.0043 0.00 70.10 0.0129 0.0003 0.0005 0.00 265.9 0.0006 4.40 95.60

30-30 0.0194 0.0929 573.0 70.16 0.2821 0.0000 0.0020 2181 266.0 0.0021 0.73 99.27

30-28 0.0004 0.0053 0.00 91.67 0.0160 0.0001 0.0005 0.00 287.5 0.0006 3.81 96.19

30-26 0.0000 0.0005 0.00 82.29 0.0016 0.0000 0.0002 0.00 278.1 0.0002 13.14 86.86

Sojino mleko u prahu, odnosno njegovi proteini β-konglicinin i glicinin su doveli do

viskoelastiĉnog ponašanja ĉokoladne mase R3 proizvedene na kugliĉnom mlinu. β-konglicinin

ima sedam polimorfnih oblika, a glicinin 7 kiselih i 5 baznih polipeptidnih jedinica koji su


[130]

povezani disulfidnim i hidrofobnim vezama (videti II 4.1.1.). Oba proteina sojinog mleka stupaju

u meĊumolekulsko povezivanje, koje utiĉe na formiranje viskoelastiĉnih osobina ĉokolade.

a) b)

c) d)

e)




[131]

Uvidom u podatke u Tabeli 46, primećujemo da se kod nepretkristalisane ĉokoladne

mase, sa povećanjem vremena mlevenja, povećava odnos Je/Jmax, dok pretkristalizacija mase

favorizuje suprotni trend. Pri vremenu mlevenja od 90 minuta ne uoĉava se bitna vrednost za

Je/Jmax, samim tim ne postoje elementi elastiĉnog odziva (Slika 83).

Slika 84 pokazuje uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na vrednost

elastiĉnog odziva (Je) i viskoznog odziva (Jv) nepretkristalisane ĉokoladne mase R3.

Slika 84. Uticaj vremena mlevenja na vrednost odnosa elastiĉnog odziva (Je) i viskoznog odziva

(Jv) i Jmax nepretkristalisane ĉokoladne mase R3

Uticaj samo vremena mlevenja na pojavu viskoelastiĉnih osobina je takav da se one

pojaĉavaju sa duţim izlaganjem ĉokoladne mase mlevenju i uopšte mehaniĉkom opterećenju, što

je u skladu sa podacima u literaturi (89). Pretkristalizacija dovodi do gubitka uspostavljenih

meĊumolekulskih veza.

Slika 85 pokazuje uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na vrednost

odnosa elastiĉnog odziva (Je), viskoznog odziva (Jv) i Jmax pretkristalisane ĉokoladne mase R3.

U procesu pretkristalizaciji došlo je do izraţaja fino pakovanje i orjentacija ĉestica koje

su duţim mlevenjem imale optimalnu raspodelu ĉestica po veliĉini. Pretpostavka je da su duţim

mlevenjem viskozne osobine potpomognute i emulgujućim svojstvima sojinih protein, pa se

viskoelastiĉne osobine gube pri mlevenju od 90 minuta. Viskozne osobine su izraţajnije kod

ĉokoladnih masa sa višom temperaturom pretkristalizacije, jer se kod njih obrazuje manja

koliĉina kristala, a udeo masne faze je izraţajniji.


[132]

Slika 85. Uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na vrednost odnosa elastiĉnog

odziva (Je) i viskoznog odziva (Jv) i Jmax ĉokoladne mase R3

Uticaj temperature pretkristalizacije je veći od vremena usitnjavanja, što pokazuje i

statistiĉka obrada podataka. Slika 86 sa 3D i konturnim dijagramom prikazuje uticaj nezavisno

promenljivih: temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na odnos Jv/Jmax ĉokoladne

mase R3.

a) b)

Z3= 654.1090 – 40.8459 tp- 0.0633 τ + 0.7837 tp2 – 0.0510 tpτ + 0.0132 τ

2

Slika 86. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na odnos Jv/Jmax ĉokoladne



[133]

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti parametara regresione jednaĉine iz Tabele P2 u

Prologu VI uoĉava se da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj na odnos Jv/Jmax

(izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128). Najveći uticaj ima kvadratna promena vremena

mlevenja (b22), a znatno manji uticaj na zavisno promenljivu ima interakcija nazavisno

promenljivih (b12). Vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da su varijacije Jv/Jmax


= 0.8003). Standardna greške regresije

(σ = 5.54) potvrĊuje rasipanje eksperimentalnih od teorijskih vrednosti usvojene regresione

jednaĉine. Analiza varijanse, potvrĊuje da je regresiona jednaĉina u celini statistiĉki znaĉajna, jer

je izraĉunato F = 181.015 , znatno veće od tabliĉne vrednosti F0.05;6;3 = 8.94.

Oscilatorna merenja

Uticaj nezavisnih parametara i njihove meĊusobne interakcije na fiziĉke osobine

ĉokolade, definisan je i primenom fundamentalnih nedestruktivnih reoloških merenja u LVE

reţimu. Slika 87 prikazuje rezultate testova, tj. promenu viskoznog (G") i elastiĉnog (G') modula

uzoraka ĉokolade R3 od ugaone brzine, a faktori gubitka se nalaze u Tabeli 47.


R3-mlin tanδ=G"/G'

30 0.585

60 2.488

90 2.146

R3-90 tanδ=G"/G'

90-30 0.609

90-28 1.966

90-26 2.102

R3-60 tanδ=G"/G'

60-30 1.822

60-28 1.789

60-26 2.336

R3-30 tanδ=G"/G'

30-30 2.606

30-28 2.232

30-26 0.368


[134]

a) b)

c)

d) e)

Slika 87. Uticaj temperature pretkristalisanja na vrednost modula viskoznosti (G") i modula

elastiĉnosti (G') ĉokoladne mase R3 nakon mlevenja: a) posle 30 minuta b) detaljniji prikaz krive

a c) posle 60 minuta d) posle 90 minuta e) detaljniji prikaz krive d


[135]


niskim amplitudama napona i pri linearizaciji dobijenih podataka, zapaţena je dominacija

viskoznih osobina nad elastiĉnim. Pri oscilatornim merenjima prati se promena elastiĉnog i

viskoznog modula u odnosu na napon smicanja. Ukoliko je tanδ manji od jedan, sistem se ponaša

kao ĉvrsto telo sa elastiĉnim deformacijama, a ako je veće od jedan favorizuju se viskozne

deformacije.

Rezultati ispitivanja ĉokoladne mase bez pretkristalizacije i ĉokoladne mase koja se

zadrţavala u mlinu samo 30 minuta pokazuju da su oba sistema u nehomogenom stanju. Sa

povećanjem ugaone brzine uoĉeno je znaĉajno povećanje elastiĉnog modula, kod uzoraka

ĉokolade koji su mleveni samo 30 minuta. Zbog velikih ĉestica i njihovih interakcija, sistem se

ponaša kao ĉvrsta faza i moduli elastiĉnosti su veći od viskoznih modula.

Vreme mlevenja od 60 minuta favorizuje viskozne module, dok se pri mlevenju od 90

minuta, javljaju elastiĉni moduli, koji su naroĉito izraţeni pri temperaturi pretkristalizacije od

26°C. Odzivni signal pri oscilatornom merenju je u toj ĉokoladnoj masi, krupne kristale nastale

pri pretkristalizaciji prepoznao kao ĉvrstu fazu.

Regresioni koeficijenti jednaĉine koja definiše tanδ, odnosno faktor gubitka, od

nezavisno promenljivih x i y i njihove t-vrednosti, prikazane su u Tabeli P3 u Prilogu VI, a Slika

88 prikazuje uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na tanδ = G"/G' ĉokoladne

mase R3 pomoću 3D i konturnog dijagrama.

Statistiĉka obrada eksperimentalnih rezultata potvrdila je da vreme mlevenja ima znatno

izraţeniji uticaj od temperature pretkristalizacije na tanδ (izraĉunata vrednosti t > tabliĉne t0.05;3 =

3.128). Uoĉava se, da parametri b2 = 3.96331 (vreme mlevenja) i b12 (interakcija vremena

mlevenja i tempeature pretkristalizacije), imaju maksimalne t-vrednosti, što ukazuje na izraţenu

linearnost regresione jednaĉine.


metematiĉki model moguće postići malu disperziju eksperimentalnih vrednosti za tanδ od linije

regresije. Rezultati analize varijanse potvrĊuju da je regresiona jednaĉina u celini statistiĉki

znaĉajna i da se moţe koristiti za predviĊanje promena tanδ u funkciji odabranih nezavisno

promenljivih (F = 23.28 > F0.05;6;3 = 8.94). Statistiĉki obraĊeni podaci ukazuju da su varijacije

zavisno promenljive tanδ, odreĊene varijacijama nezavisno promenljivih sa 92.43% (R =

0.92429).


[136]

a) b)

Z4= - 95.2139 + 5.9243 tp+ 0.4770 τ – 0.0888 tp2 – 0.0155 tpτ - 0.0004 τ

2

Slika 88. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na tanδ=G"/G' ĉokoladne



Toplotne karakteristike ĉokoladne mase R3 - prikazane su u Tabeli 48.


Uzorak Tonset

(oC)

Tend (oC)

Tpeak

(oC)

Tindex

(oC)

ΔHmelt

(J/g)

Veliĉina

ĉestice

(μm)

R3-30-26 27.07 35.87 33.24 9.59 27.09

104.61 R3-30-28 25.13 33.68 32.11 12.22 25.54

R3-30-30 31.44 34.49 32.68 8.22 30.58

R3-60-26 25.58 35.41 32.03 14.61 28.55

85.25 R3-60-28 26.79 35.75 32.73 13.37 29.14

R3-60-30 27.31 35.32 33.14 13.56 32.88

R3-90-26 29.6 34.2 32.27 5.89 29.78

72.92 R3-90-28 26.55 35.92 33.01 9.25 29.36

R3-90-30 26.76 35.72 32.76 9.19 27.07


[137]

Sa povećanjem koliĉine sojinog mleka sa 15 na 20%, povećava se i vrednost Tindexa u

proseku za oko 2°C . Uzorci R3-90 imaju manje vrednosti Tindexa pa pretpostavljamo da je kod

uzoraka R3-90 zastupljeno manje kristalizacionih oblika koji uslovljavaju uţi interval topljenja.

Svi uzorci pokazuju tendenciju porasta entalpije sa vremenom zadrţavanja u mlinu zato

što sa smanjenjem veliĉine ĉestica jaĉaju i interakcije izmeĊu komponenti, pa sistem zahteva više

energije za topljenje. Najmanje vrednosti entalpije pokazuju uzorci sa zadrţavanjem u mlinu u

trajanju od 30 minuta što se moţe pripisati nedovoljnom vremenu mlevenja koje ima za

posledicu dobijanje sistema sa neuniformnom veliĉinom ĉestica. Uzorci ĉokoladne mase sa

optimalnom entalpijom mogu se smatrati R3-90, a naroĉito uzorak R3-90-30. Prisustvo manjih

prevojnih taĉaka, pored karakteristiĉnog pika topljenja na DSC krivoj je posledica višestepene

kristalizacije, odnosno kristalizacije masti u dva polimorfna oblika.

Karakteristiĉne DSC krive zavisnosti protoka toplote od temperature ĉokoladne mase R3-

90 prikazuje Slika 89.

Slika 89. Zavisnost protoka toplote od temperature za ĉokoladnu masu R3-90


Eksperimentalni rezultati merenja ĉvrstoće ĉokolade u funkciji povećanja vremena

mlevenja i temperature pretkristalizacije dati su u Tabeli P6 u Prilogu VI, a grafiĉki prikaz se

nalazi na Slici 90.


[138]

0

10

20

30

40

50

60Sila (N)

R3-30-

26

R3-30-

28

R3-30-

30

R3-60-

26

R3-60-

28

R3-60-

30

R3-90-

26

R3-90-

28

R3-90-

30

Slika 90. Uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na ĉvrstoću ĉokolade R3

Vreme mlevenja ima dominantan uticaj na ĉvrstoću ĉokolade i sa produţavanjem

vremena mlevenja, ĉvrstoća ĉokolade opada. Ĉvrstoća ĉokolade opada i sa povećanjem

temperature pretkristalizacije, što se najjasnije uoĉava pri mlevenju od 90 minuta. Odstupanje se

javilo u ĉokoladnoj masi mlevenoj 30 minuta i pretkristalisanoj na 28°C, kao posledica greške u

metodologiji rada.

Povećanjem temperature pretkristalizacije dolazi do smanjenja ĉvrstoće ĉokolade,

odnosno sila koja je potrebna da doĊe do loma ĉokolade je manja. Uticaj vremena mlevenja je

izraţajniji, od uticaja temperature na ĉvrstoću ĉokolade.

Rezultati statistiĉke obrade eksperimentalno dobijenih rezultata za ĉvrstoću ĉokolade R1

u zavisnosti od temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja nalazi se na Slici 91.

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti pojedinih parametara regresione jednaĉine tabela P4 u

prilogu, uoĉava se da nijedan parametar nema statistiĉki znaĉajan uticaj na promene ĉvrstoće

ĉokolade (izraĉunate t-vrednosti < tabliĉne 3.128). Regresioni koeficijenti b12 i b22, mogu ipak

ukazati na odreĊene promene zavisno promenljive z (ĉvrstoće ĉokolade), pri promeni nezavisno

pomenljive x (temperature pretkristalizacije) i y (vremena mlevenja).

Vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da su varijacije ĉvrstoće ĉokolade


= 0.86072).

Standardna greška regresije (σ = 6.607) potvrĊuje da je nešto veće rasipanje

eksperimentalnih od teorijskih vrednosti usvojene regresione jednaĉine. Analiza varijanse,

potvrĊuje da je regresiona jednaĉina u celini statistiĉki znaĉajna, jer je izraĉunato F = 18.61 veće

od tabliĉne vrednosti F0.05;6;3 = 8.94.


[139]

a) b)

Z5 = - 571.056 + 43.690 tp+ 1.315 τ - 0.724 tp2 – 0.106 tpτ + 0.008 τ

2




Iz dobijenih rezultata se vidi da je ĉokolada sa 20% sojinog mleka izuzetno neotporna na

proces sivljenja. Razlog ovakvog ponašanje ĉokolade R3 je poremećena kristalizacija kakao

maslaca zbog prisustva sojinog ulja i manje koliĉine lešnikovog ulja, usled ĉega dolazi do

promene viskoziteta ĉokoladne mase, strukture proizvoda, sadrţaja SĈT i ĉvrstoće. Najveću

otpornost na sivljenje, odreĊenu kao broj ciklusa do prvih znakova sivljenja kao i ukupan broj

ciklusa do potpunog sivljenja proizvoda, pokazuju uzorci ĉokolade pretkristalisani na 28°C bez

obzira na vreme mlevenja.


[140]

Nema sivljenja


Slabo siva

Siva

Jako siva

Potpuno siva

Slika 92. Dinamika sivljenja uzoraka ĉokolade R3-Test sivljenja 32/20°C

U Prilogu VI u Tabeli 18 su date izmerene vrednosti pokazatelja boje po Hunterovom

sistemu tokom testa sivljenja, odnosno sveloća boje površine ĉokolade R3 koja je izmerena

prvog, petog, dvanaestog i dvadesetdrugog dana. UporeĊivanjem ovih vrednosti dobija se

kompleksniji uvid u dinamiku sivljenja ispitivanih uzoraka ĉokolade.


uzoraka ĉokolade pre i posle testa sivljenja 32/20°C u zavisnosti od vremena mlevenja i

temperature pretkristalizacije ĉokoladne mase.

Rezultati ukazuju na intenzivnu promenu svetloće uzoraka ĉokolade koji su se zadrţali u

mlinu samo 30 minuta bez obzira na temperature pretkristalizacija, što je u skladu sa rezultatima

senzorne ocene ovih uzoraka kao i sa rezultatima vizuelnog praćenja sivljenja. Najmanje

promene u svetloći pre i posle sivljenja su dobijene kod uzoraka ĉokolade koje su se usitnjavale

60 odnosno 90 minuta i pretkristalisane na 30°C.


[141]

.

Slika 93. Histogram vrednosti za svetloću po Hunteru (Lhu) ispitivanih ĉokolada R3 pre i posle

testa sivljenja u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije

Rezultati statistiĉke obrade prikazani na Slici 94, gde se pomoću 3D i konturnog

dijagrama, potvrĊuju dominantan uticaj temperature pretkristalizacije u odnosu na vreme

mlevenja na proces sivljenja ĉokoladne mase R3.

Testiranjem statistiĉke znaĉajnosti regresionog modela u celini, uz rizik greške α = 0.05,

utvrĊeno je da usvojena regresiona jednaĉina moţe biti osnova za izvoĊenje zakljuĉaka o uticaju

vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na proces sivljenja ĉokolade (p < 0.05).

Regresiona analiza eksperimentalnih vrednosti potvrĊuje da su statistiĉki najznaĉajniji parametri

b0, b1 i b11, odnosno da na vrednosti zavisno promenljive najveći uticaj ima linearni i kvadratni

efekat temperature pretkristalizacije, dok je uticaj druge promenljive (vreme mlevenja) praktiĉno

zanemarljiv. Testiranjem koeficijenta regresije b0, koji predstavlja vrednost procesa sivljenja

kada su nezavisno promenljive x i y jednake nuli i parametara b1, b11 , potvrĊuje da pomenuti

parametri nisu statistiĉki znaĉajni (t < t0.05;3).


regresionog modela, ukazuju da je disperzija eksperimentalnih podataka od teorijske krive mala

(σ = 1.8769). Visoke vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da je izabrana regresiona

jednaĉina reprezentativna, odnosno da varijacije nezavisno promenljivih (vreme mlevenja i

temperatura pretkristalizacije) u znaĉajnoj meri objašnjavaju promene sivljenja (r2 = 0.804747)

ĉokoladne mase R3. Rezultati analize varijanse potvrĊuju da je regresiona jednaĉina u celini

0

10

20

30

40

50

60

70

L*ab

R3-3

0

R3-6

0

R3-9

0

R3-3

0

R3-6

0

R3-9

0

R3-3

0

R3-6

0

R3-9

0

26˚C 28˚C 30˚C

Pre sivljenja

Posle sivljenja


[142]

statistiĉki znaĉajna i da se moţe koristiti za predviĊanje promena tanδ u funkciji odabranih

nezavisno promenljivih (F = 14.6216 > F0.05;6;3 = 8.94).

a) b)

Z6 = - 708.667 + 50.083 tp + 0.522 τ – 0.875 tp2 – 0.017 tpτ + 0.00 τ

2




Izgled svih ĉokolada koje su dobijene iz ĉokoladne mase R3, nalaze se na Slici 95.

Rezultati pokazuju da kod laboratorijski dobijene ĉokolade R3 na senzorne osobine znatno više

utiĉe temperatura pretkristalizacije, nego vreme mlevenja. Ovo je svakako posledica promene

reoloških svojstava ĉokoladne mase koji pogoduju nastajanju optimalne koliĉine kristalizacionih

jezgara koja će dati ĉokoladu odgovarajućeg fiziĉkog i senzornog kvaliteta. To se najbolje

uoĉava kod ĉokolade dobijene iz ĉokoladne mase pretkristalizovane na 28°C.

Smanjenje napona smicanja u ĉokoladnoj masi R3 oĉigledno olakšava kristalizaciju

kakao maslaca. Senzorne ocene ĉokolade su dosta ujednaĉene, ali se mora naglasiti da su nešto

niţe od oĉekivanih, zbog ukusa i mirisa sojinog mleka i nalaze se u Tabeli 49.

Uzorci ĉokolade mleveni 90 minuta pokaziju neznatno odstupanje od oblika, besprekornu

boju i glatku površinu. Sjaj ovih uzoraka ĉokolade je dobar, dok je prelom ravan, besprekorne


[143]

strukture, odgovarajuće ĉvrstoće. Ĉokolada se dosta brzo topi i osećaj u ustima je dobar.

Ĉokolada pretkristalisana na 26°C ipak ima nešto lošije topljenje i prelom u odnosu na ĉokoladu

pretkristalisanu na 28 ili 30°C.

R3 30 26 R3 30 28 R3 30 30

R3 60 26 R3 60 28 R3 60 30

R3 90 26 R3 90 28 R3 90 30


Funkcionalna zavisnost ukupnog broja ponderisanih bodova pri senzornoj analizi od

vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije je definisana primenom regresione jednaĉine.

Na osnovu t-vrednosti koje su prikazane u Tabeli P5 u Prilogu VI uoĉava se da temperatura

pretkristalizacije ima znatno veći uticaj na senzorni kvalitet.


[144]

Tabela 49. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalisanja na ocenu senzornog





Ţvakanje 0.20 0.40 0.50 0.66 0.50 0.66 0.92 0.53 0.58 0.60

Miris 0.20 0.48 0.58 0.74 0.63 0.74 0.88 0.63 0.60 0.70

Ukus 0.35 0.88 0.92 1.30 1.01 1.23 1.23 1.05 1.01 1.05

Zbir ponderisanih bodova 2.31 2.77 3.83 3.09 3.63 4.22 3.21 3.03 3.55

Kategorija kvaliteta D D VD D VD VD D D VD

Faktor kvalitetaFakt.

znaĉajaR3

26 28 30

Temperature pretkristalizacije (

⁰

C)




da svi parametri imaju statistiĉki znaĉajan uticaj na ukupan broj poena u organoleptici

(izraĉunate t-vrednosti > tabliĉne 3.128).

a) b)

Z7 = - 110.793 + 7.788 tp+ 0.124 τ – 0.133 tp2 – 0.005 tpτ - 0.000 τ

2

Slika 96. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na ukupan broj ponderisanih

bodova ĉokoladne mase R3 a) 3D dijagram b) konturni dijagram


[145]

Regresioni koeficijent b0 i b1, kao i kvadratni koeficicijent b11 najviše utiĉu na promene

zavisno promenljive. Uticaj regresionog koeficijenta b12 koji predstavlja uticaj interakcije

nezavisno promenljivih takoĊe ima znatan uticaj na posmatrani parametar kvaliteta. Vrednosti

standardne greške regresije, koja predstavlja apsolutnu meru reprezentativnosti regresionog

modela, ukazuju da je disperzija eksperimentalnih podataka od teorijske krive jako mala (σ =

0.087). Visoke vrednosti koeficijenta determinacije potvrĊuju da je izabrana regresiona jednaĉina

reprezentativna, odnosno da varijacije nezavisno promenljivih (temperature pretkristalizacije i

vreme mlevenja) u znaĉajnoj meri objašnjavaju organoleptiku ĉokoladne mase R3 (r2 = 0.9895).

Senzorni kvalitet ĉokolada odreĊen je i primenom QDA metode koja daje detaljniji

prikaz teksture i topivosti. Rezultati su prikazani na Slici 97, a numeriĉke vrednosti ocenjivanja

date su u Tabeli P10 u Prilogu V.




Slika 97. Uticaj vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije na senzornu ocenu ĉokolade

R3 – QDA metodom

Rezultati ocenjivanja QDA metodom pokazuju da je maksimalan kvalitet strukture i

osobine pri ţvakanju postignut kod sistema R3-90-28. Tu je nastala optimalna koliĉina

kristalizacionih jezgara koja je dala ĉokoladu odgovarajućeg fiziĉkog i senzornog kvaliteta.


[146]

6. UPOREDNI PREGLED ĈOKOLADNIH MASA SM I R1

6.1 Hemijski sastav ĉokoladnih masa

Ĉokolada dobijena standardnim postupkom i ĉokolada dobijena u kugliĉnom mlinu su

potpuno identiĉnog hemijskog sastava. Sadrţe isti procenat masnoće 32.41%, od ĉega je 25.5%

kakao maslaca, 5.2% mleĉne masti i 1.7% lešnik ulja. Sadrţaj kakao delova u obe ĉokoladne

mase je isti 30.14%.

6.2 Termoreografske karakteristike ĉokoladnih masa

Da bi se postigla optimalna veliĉina obrtnog momenta, odnosno dobile odgovarajuće

reološke karakteristike, ĉokoladna masa proizvedena u kugliĉnom mlinu zahteva više

temperature pretkristalizacije u odnosu na masu dobijenu standardnim postupkom proizvodnje

(Slika 19 i 34). S druge strane, pri istim uslovima pretkristalizacije, u ĉokoladnoj masi dobijenoj

po novom postupku, odnosno u kugliĉnom mlinu, će se brţe stvoriti potrebna koliĉina kristala za

formiranje kristalizacionih centara, odnosno masa će brţe kristalisati u odnosu na ĉokoladnu

masu proizvedenu standardnim postupkom.

Naĉin proizvodnje mleĉne ĉokoladne mase utiĉe na izgled termoreograma, ali

termoreogrami ĉokoladnih masa optimalnih reoloških karakteristika su dosta sliĉni. Optimalni

termoreogrami su SM-30 i R1-90-30. Optimalna temperatura pretkristalizacije za dobijanje mase

odgovarajućih svojstava, kod oba naĉina proizvodnje je 30°C.

6.3 Sadrţaj ĉvrstih triglicerida

Postupak proizvodnje ne utiĉe znaĉajno na izgled krive promene SĈT .


[147]

6.4 Reološke karakteristike ĉokoladnih masa

Naĉin proizvodnje ĉokoladne mase ima uticaja na promenu viskoziteta i prinosnog

napona. Viskozitet SM ĉokoladne mase je u proseku manji za 39%, a prinosni napon veći za

26% u odnosu na ĉokoladnu masu R1. Rešenje ovog problema treba traţiti u adekvatnom izboru

emulgatora ili upotrebi konstruktivnih rešenja koje omogućava dodatno korigovanje reoloških

osobina kao što su dali neki proizvoĊaĉi kugliĉnih mlinova (Mazzeti Renato, Duyvis Wiener).

Naĉin proizvodnje, takoĊe utiĉe i na krive proticanja. Ĉokoladna masa SM ima manje

izraţena tiksotropna svojstva bez obzira na temperaturu pretkristalizacije i njen viskozitet u

proseku manji za 39% u odnosu na masu proizvedenu u kugliĉnom mlinu.

Kriva puzanja

Krive puzanja nam potvrĊuju da se ni u jednom naĉinu proizvodnje ne pojavljuju

elementi elastiĉnosti, ali da na veliĉinu creep compliance utiĉe i temperatura pretkristalizacije i

naĉin proizvodnje.

Oscilatorna merenja

Rezultati pokazuju da bez obzira na naĉin proizvodnje ĉokoladne mase moduli

viskoznosti dominiraju nad modulima elestiĉnosti. Naĉin proizvodnje utiĉe samo na veliĉinu

razlike u ovim modulima, odnosno ove razlike su mnogo izraţenije kod ĉokolade dobijene

standardnim postupkom.


UporeĊivanjem toplotnih karakteristika (Tabele 26 i 36), vidimo da posmatrani parametri

kod ĉokoladne mase dobijene standardnim postupkom i ĉokoladne mase R1-90 imaju veoma

sliĉnu tendenciju promena.

6.6 Teksturalne karakteristike ĉokolada

Ĉokolada proizvedena u kugliĉnom mlinu je ĉvršća, u odnosu na ĉokoladu proizvedenu

standardnim postupkom i to bez obzira na primenjenu temperaturu pretkristalizacije. Sila


[148]

potrebna za lomljenje ĉokolade dobijene u kugliĉnom mlinu veća je u proseku za 2.25 puta u

odnosu na standardno proizvedenu ĉokoladu.


Proces proizvodnje ima znaĉajan uticaj na otpornost ĉokolade prema sivljenju. Ĉokolada

dobijena standardnim postupakom ima znatno veću stabilnost, ĉak do 35%, u odnosu na

ĉokoladu proizvedene na kugliĉnom mlinu. Neophodna su dalja ispitivanja postupka za

proizvodnju ĉokolade u kugliĉnom mlinu, uz dodatak inhibitora sivljenja kao što su frakcije

mleĉne masti sa višom taĉkom topljenja, asimetriĉni trigliceridi, stearin iz palminog ulja,

poliestri saharoze, sorbitan, tristearat i dr.


UvoĊenjem novog postupka proizvodnje odnosno kugliĉnog mlina, poboljšane su

senzorne karakteristike mleĉne ĉokolade.

7. UPOREDNI PREGLED ĈOKOLADNIH MASA R1 I R3


Izmena sirovinskog sastava ĉokoladne mase, odnosno zamena kravljeg sa sojinim

mlekom, dovela je pre svega do povećanja sadrţaja proteina za 1.15% u korist sojinog mleka.

TakoĊe, u ovim uzorcima ĉokolade se javlja i povećanje esencijalnih aminokiselina (lizina,

cisteina, triptofana, treonina, izoleucina, leucina, fenilalanina i valina), osim metionina ĉiji

sadrţaj je smanjen za 0.1% u odnosu na ĉokoladnu masu sa kravljim mlekom. Najveće promene

su zabeleţene kod izoleucina, i alanina, koji su se povećali za pribliţno 0.4%, dok su najmanje

promene uoĉene kod leucina, ĉiji sadrţaj je povećan za samo 0.06%. Povećanje esencijalnih


[149]

aminokislina utiĉe na bolje nutritivne karakteristike ĉokolade sa sojinim mlekom u odnosu na

ĉokoladu sa kravljim mlekom (Tabela 32 i 44). Na povećanje nutritivne vrednosti ĉokoladne

mase R3 utiĉe i promena u sastavu masnih kiselina. Zasićene masne kiseline koje su prisutne u

ĉokoladnoj masi R1 se gube (laurinska i miristinska) ili se smanjuju (palmitinska za 0.9% i

stearinska za 0.4%) u masi R3, dok se esencijalne masne kiseline kao što su linolna, linolenska,

arahidonska, gadolenska i behenska povećavaju. Ĉokoladna masa R3 ne sadrţi laktozu i

holesterol, kao komponente koje mogu biti nepoţeljne sa aspekta svarljivosti i zdravlja uopšte.

7.2 Termoreografske karakteristike ĉokoladnih masa

Termoreogrami ĉokoladnih masa sa kravljim (R1) i sojinim mlekom (R3) pokazuju da se

ove dve ĉokoladne mase ponašaju na veoma sliĉan naĉin (Slika 34 i 76). Veliĉina obrtnog

momenta, koja je proporcionalna unutrašnjem otporu, odnosno viskozitetu i zavisi od sloţenosti

sastava ĉokoladne mase je kod uzoraka sa sojinim mlekom (R3) veća od onih kod ĉokoladne

mase sa kravljim mlekom (R1). Ovo je verovatno posledica sloţenosti graĊe sojinih proteina.

Koncentracija sojinih proteina u ĉokoladnoj masi R3 je kritiĉna za stvaranje gela. Zbog prisustva

veće koliĉine nezasićenih masnih kiselina u ĉokoladnoj masi R3, potrebno je duţe vreme do

postizanja maksimalnog obrtnog momenta, koje indirekno ukazuje na sporiju brzinu

kristalizacije, u odnosu na ĉokoladnu masu sa kravljim mlekom. Optimalna veliĉina obrtnog

momenta, koja daje ĉokoladnu masu odgovarajućih reoloških karakteristika se nalazi u intervalu

250 do 350 x102 (Nm), što odgovara ĉokoladnoj masi R1-30-30 i R1-60-30, odnosno R3-90-30.

Moţe se zakljuĉiti da u oba sluĉaja duţe vreme usitnjavanja zahteva višu temperaturu

pretkristalizacije da bi se dobila ĉokoladna masa odgovarajućih reoloških svojstava.

7.3 Sadrţaj ĉvrstih triglicerida

Tok krivih odreĊivanja sadrţaja ĉvrstih triglicerida ĉokoladnih masa sa kravljim (R1) i

sojinim mlekom (R3) potvrĊuju sliĉnosti u njihovom ponašanju (Slika 37 i 79). MeĊutim kada se

posmatraju apsolutne vrednosti sadrţaja ĉvrstih triglicerida, jasno se uoĉava da ĉokoladna masa


[150]

sa sojinim mlekom ima manji sadrţaj ĉvrstih triglicerida u odnosu na masu sa kravljim mlekom,

što se svakako odraţava na smanjenje njene ĉvrstoće i stabilnosti.

Posmatrajući najoptimalniji sistem po fiziĉkim i reološkim pokazateljima, tj sistem u

kome su se ĉokoladne mase usitnjavale 90 minuta, primećuje se da najveći sadrţaj ĉvrstih

triglicerida ima ĉokoladna masa sa kravljim mlekom pretkristalisana na 30°C, a najmanji masa sa

sojinim mlekom pretkristalisana na istoj temperaturi.


Ukoliko se uporede viskoziteti, prinosni naponi, napon smicanja i površine tiksotropnih

petlji, uzoraka R1 i R3, jasno se uoĉava da je ĉokoladna masa R1 ureĊeniji i jednostavniji sistem

u odnosu na masu sa sojinim mlekom (R3), jer pokazuje niţe vrednosti za sve navedene

parametre, bez obzira na vreme mlevenja i temperaturu pretkristalizacije (Slika 38 i 80) .

Proseĉno smanjenje viskoziteta ĉokoladne mase R1 u odnosu na R3 je za pribliţno 65%.

Razlike u prinosnom naponu izmeĊu ova dva sirovinska sastava su mnogo manje

izraţene od promene viskoziteta.

Razlike u veliĉinama površina tiksotronih petlji jasno su izraţene izmeĊu

nepretkristalisanih ĉokoladnih masa R1 i R3 (Slika 39 i 81). UtvrĊeno je da je smanjenje

površine tiksotropne petlje ĉokoladne mase R1 u proseku za 52% u odnosu na masu R3.

Postupkom pretkristalizacije znaĉajno se smanjuju ove razlike u površini tiksotropne petlje masa

razliĉitog sirovinskog sastava. Primenjena pretkristalizacija odnosno temperiranje povećava

teĉljivost i utiĉe na lakše proticanje ĉokoladne mase, što se odraţava i na ureĊenje sistema i

smanjenje površine tiksotropne petlje. U skladu sa tim pri vremenu mlevenja od 90 minuta i

temperaturi pretkristalizacije od 30°C javlja se mala razlika (8%) izmeĊu površina tiksotropnih

petlji ĉokoladnih masa R1 i R3.

Kriva puzanja

Proteini sojinog mleka, su doveli do viskoelastiĉnog ponašanja ĉokoladne mase R3

proizvedene na kugliĉnom mlinu. Viskoelastiĉne osobine nisu svojstvene mleĉnoj ĉokoladi (R1).

Proteini soje su sloţene strukture i imaju sposobnost stvaranja gela i obrazovanja većeg broja

reverzibilnog molekulskog povezivanja. Oba proteina sojinog mleka zbog sloţenosti strukture

stupaju u meĊumolekulsko povezivanje, koje utiĉe na formiranje viskoelastiĉnih osobina


[151]

ĉokolade. Uticaj samo vremena mlevenja na pojavu viskoelastiĉnih osobina nepretkristalisane

mase R3 je takav da se elastiĉni odziv pojaĉava sa duţim izlaganjem ĉokoladne mase mlevenju,

odnosno mehaniĉkom opterećenju. Elastiĉno ponašanje je posledica usitnjavanja, kao i pojava

asocijacija, disocijacija i reverzibilnih denaturacija sojinih proteina na radnoj temperature od

55°C. Sojini protein grade slabe strukturalne veze, koje se lako razrušavaju, već sa primenom

pretkristalizacije. Pretkristalizacija ĉokoladne mase R3 je dovela do ureĊivanje sisitema i boljeg

pakovanja i orjentacije ĉestica. U procesu pretkristalizaciji došlo je do izraţaja fino pakovanje i

orjentacija ĉestica koje su duţim mlevenjem imale optimalnu raspodelu ĉestica po veliĉini.

Pretpostavka je da su duţim mlevenjem viskozne osobine potpomognute i emulgujućim

svojstvima sojinih proteina. Viskozne osobine su izraţajnije kod ĉokoladnih masa sa višom

temperaturom pretkristalizacije, jer je kod njih udeo masne faze izraţajniji.

Oscilatorna merenja

Prilikom odreĊivanja elastiĉnog G' i viskoznog G" modula pri niskim amplitudama

napona obezbeĊena je stabilnost unutrašnje strukture ĉokolade. U ĉokoladnoj masi R1 na

vrednost tanδ, faktora gubitka, ne utiĉu vreme mlevenja i temperatura pretkristalizacija jer je

njegova vrednost uvek veća od jedan. Ĉokoladna masa R1 favorizuje iskljuĉivo viskozne

deformacije.

Rezultati ispitivanja ĉokoladne mase R3 ukazuje da se elastiĉne deformacije favorizuju u

sistemima R3-30-26 i R3-90-30, kao i u nepretristalisanoj masi koja se zadrţala u mlinu samo 30

minuta. Kod nepretkristalisane mase, zbog velikih ĉestica i njihovih interakcija, sistem se ponaša

kao ĉvrsta faza i moduli elastiĉnosti su veći od viskoznih modula. Kod sistema R3-90-30 javljaju

se elastiĉni moduli, jer je usled otapanja masne faze u kojoj preovlaĊuju nezasićene masne

kiseline, odzivni signal pri oscilatornom merenju zaostale krupne kristale nastale pri

pretkristalizaciji prepoznao kao ĉvrstu fazu.


Bez obzira na vreme mlevenja i temperaturu pretkristalizacije, ĉokoladna masa R1 ima

više vrednosti za Tonset (oC), Tend (

oC), Tpeak (

oC), Tindex (

oC) u odnosu na ĉokoladnu masu R3, što

je posledica razliĉitog sastava masnih kiselina. Mleĉna mast koja se nalazi u ĉokoladnoj masi R1,


[152]

sadrţi do 45% nezasićenih masnih kiselina, a sojino ulje koje je zastupljeno u ekvivalentnom

odnosu u ĉokoladnoj masi R3 ima oko 80% nezasićenih masnih kiselina.

Razloge većih vrednost entalpija sistema R3 u odnosu na sistem R1, bez obzira na vreme

mlevenja i temperature pretkristalizacije treba traţiti u sitnijim ĉesticama ĉokoladne mase R3. U

ĉokoladnim masama R3 dolazi do povećanja interakcije izmeĊu ĉestica i time sistem zahteva

više energije za topljenje.


UporeĊivanjem rezultata ĉvrstoće ĉokoladnih masa sa kravljim mlekom u prahu (R1) i

ĉokoladne mase sa sojinim mlekom u prahu (R3), utvrĊeno je da: ĉokoladna masa R3 za

postizanje odgovarajuće ĉvrstoće mora biti pretkristalisana na niţe temperatura, što je u skladu sa

sastavom masne faze ove ĉokoladne mase. Ĉvrstoća ĉokoladne mase R1 je veća od ĉvrstoće

ĉokoladne mase R3 pri duţem vremenu mlevenja i višim temperaturama pretkristalizacije.

Optimalna ĉvrstoća ĉokoladne mase R1 se postiţe usitnjavanjem od 90 minuta i pri temperaturi

pretkristalizacije od 30°C dok je kod ĉokoladne mase sa sojinim mlekom potrebno primeniti isto

vreme usitnjavanja ali niţu temperaturu pretkristalizacije odnosno 26°C.


Rezultati testa sivljenje su pokazali da je ĉokolada R3 znaĉajno manje otporna na proces

sivljenja u odnosu na ĉokoladnu masu R1, naroĉito uz primenu visokih temperatura

pretkristalizacije i to bez obzira na vreme mlevenja (Slika 48 i 92). Slaba stabilnost, ovih uzoraka

ĉokolade, je posledica prisusutva smeše masnoće koje nisu kompatibilne sa kakao maslacem (pre

svega sojino ulje) i koje stoga izazivaju poremećaje u njegovoj kristalnoj strukturi odnosno u

procesu kristalizacije. Bez obzira na sirovinski sastav, najveću otpornost na sivljenje, pokazuju

uzorci ĉokolade, usitnjavani 90 minuta i pretkristalisani na 26°C.


[153]

7.8 Senzorne karakteristike ĉokolade

Senzornom analizom je utvrĊeno da se dodatkom sojinog mleka pogoršava ukupni

kvalitet ĉokolade, kao posledica stranog odnosno neuobiĉajenog ukusa po soji, u odnosu na

uzorke sa kravljim mlekom. Najveće razlike u senzornom kvalitetu su zabeleţene pri

primenjenim visokim temperaturama pretkristalizacije i kraćem vremenu mlevenja.

8. UPOREDNI PREGLED ĈOKOLADNIH MASA R2 I R3


Osnovna razlika kod ova dva sirovinska sastava se ogleda u tome što ĉokoladna masa sa

15% sojinog mleka (R29 sadrţi manje proteina (za 2.2%) u odnosu na ĉokoladnu masu sa 20%

sojinog mleka (R3), odnosno u ovoj masi se ne postiţe kritiĉni procenat sojinih proteina od 9%

potrebnih za formiranje gela u uslovima pri kojima radi kugliĉni mlin (Tabela 38 i 44).

Izmena sirovinskog sastava je dovela i do neznatne razlike u aminokiselinskom sastavu.

Ĉokoladna masa R3 ima veći procenat esencijalnih aminokiselina: lizina, cisteina, triptofana,

treonina, izoleucina, leucina, fenilalanina i valina, samim tim bolje nutritivne karakteristike

ĉokolade R3.

Najveća nutritivna vrednost i mase R3 i R2 je u tome što ne sadrţe holesterol i laktozu.

Na povećanje nutritivne vrednosti ĉokoladne mase R3 utiĉe i promena u sastavu masnih kiselina.

Razlika u sastavu masnih kiselina upravo dovodi i do reoloških promena u ponašanju ĉokoladnih

masa R2 i R3.

Obe ĉokoladne mase imaju isti procenat palmitinske, dok ĉokoladna masa R3 ima malo

veći sadrţaj stearinske kiselina (za 0.02%), linolne (za 0.18%) i linoleinske za (0.08%) u odnosu

na masu R2. Ĉokoladna masa R3 ima manje oleinske kiseline (za 0.2%), gadolenske (za 0.01%) i

behenske (za 0.03%) u odnosu na masu R2. Zasićene masne kiseline, laurinska i miristinska, iz

ĉokoladne mase R1 nisu prisutne u ĉokoladnim masama R2 i R3.


[154]

8.2 Termoreografske karkteristike ĉokoladne mase

Veliĉina obrtnog momenta ĉokoladne mase R3 je veća nego kod ĉokoladne mase R2,

zbog veće koncentracije i sloţenosti graĊe sojinih proteina. Koncentracija sojinih proteina u ovoj

ĉokoladnoj masi je kritiĉna i dovoljna za formiranja gela i meĊusobno povezivanje, što se

naroĉito odraţava na povećanje veliĉine obrtnog momenta pri duţem vremenu mlevenja od 60 i

90 minuta. Optimalna veliĉina obrtnog momenta, koja daje ĉokoladnu masu odgovarajućih

reoloških svojstava, iznosi oko 250-350 x102 (Nm), što odgovara ĉokoladnoj masi R2-30-30 i

R3-90-30. Veća koliĉina nezasićenih masnih kiselina iz ĉokoladne mase R3, ne utiĉe na brzinu

kristalizacije, tj na produţavanje vremena do postizanja maksimalnog obrtnog momenta.


Povećanje sadrţaja sojinog mleka nema znaĉajnog uticaja na SĈT.


Povećanje sadrţaja sojinog mleka dovodi do povećanja viskoziteta i prinosnog napona

ĉokoladne mase R3 (Slika 58 i 80). Veća koncentracija sojinih proteina u ĉokoladnoj masi R3, u

odnosu na masu R2 dovodi do usloţnjavanja sistema i do sloţenijih meĊumolekulskih

povezivanja. Rezultati pokazuju da proseĉno povećanje viskoziteta kao i prinosnog napona

ĉokoladne mase R3 u odnosu na R2 iznosi pribliţno 20%. UreĊenje sistema, odnosno sniţavanje

prinosnog napona i viskoziteta, bez obzira na sadrţaj sojinog mleka, se intenzivno dešava

izmeĊu 60 i 90 minuta mlevenja.Ĉokoladna masa R2 za ovaj period mlevenja postiţe optimalnu

vrednost prinosnog napona (6-8 Pa), bez obzira na primenjenu temperaturu pretkristalizacije, dok

masa R3 zahteva dodatak emulgatora koji bi dodatno smanjili vrednost prinosnog napona.

Kriva puzanja

Ĉokoladne mase sa R2 i R3 pokazuju izraţeno viskoelastiĉno ponašanje, prouzrokovano

prisustvom proteina sojinog mleka, β-konglicinina i glicinina.Nepretkristalisane ĉokoladne mase

R2 i R3 imaju izraţene viskoelastiĉne osobine bez obzira na vreme usitnjavanja.


[155]

Pretkristalizacija dovodi do ureĊivanja sistema. Pretkristalizacija ima znatno veći uticaj na

pojavu elastiĉnih osobina od vremena mlevenja, bez obzira na sadrţaj sojinog mleka. Rezultati

pokazuju da u prvih 60 minuta mlevenja ĉokoladne masa R2 i R3 imaju elastiĉne osobine, usled

svoje sloţene strukture, koja je posledica interakcije raspodele veliĉine ĉestica i obrazovanja

reverzibilnih veza. Pretkristalizacija na 30°C i vreme mlevenja od 90 minuta vodi ka ureĊenosti

oba sistema i dolazi do izraţaja fino pakovanje i orjentacija ĉestica, što pogoduje porastu

viskoznih osobina obe ĉokoladne mase R2 i R3.

Oscilatorna merenja

Rezultati ispitivanja pretkristalisane i nepretkristalisane ĉokoladne mase R2 ukazuju da se

samo elastiĉni moduli jaĉe izraţeni od viskoznih u nepretkristalisanoj masi. Pretkristalizacija

donosi sa sobom ureĊenje sistema R2 i izraţenije module viskoznosti (G"). Nepretkristalisana tj.

neureĊena masa R3 ima elastiĉne module. Elastiĉni moduli u pretkristalisanoj ĉokoladnoj masi

R3 prisutni su u ĉokoladama R3-30-26 i R3-90-30. Sistem R3-30-26 je u nehomogenom stanju i

zbog krupnih ĉestica, sistem se ponaša kao ĉvrsta faza i moduli elastiĉnosti su veći od viskoznih

modula. Odzivni signal pri oscilatornom merenju je u sistemu R3-90-30, krupne kristale nastale

pri pretkristalizaciji prepoznao kao ĉvrstu fazu.


Bez obzira na vreme mlevenja i temperaturu pretkristalizacije, ĉokoladna masa R3 ima

više vrednosti za Tindex (oC) u odnosu na masu R2, što je posledica sitnije ĉestice ĉokoladne mase

R3. Interval topljenja se povećava usled jaĉih interakcija izmeĊu ĉestica. Usitnjenost ĉokoladne

mase R3 je razlog i većih vrednosti entalpija u odnosu na ĉokoladni sistem R2.


Ĉokoladnoj masi R3, odnosno većem sadrţaju sojinog mleka, za postizanje optimalne

ĉvrstoće neophodna je primena niţe temperature pretkristalizacije i kraće vreme mlevenja.

Ĉokoladna masa R2 zahteva duţe vreme zadrţavanja u kugliĉnom mlinu. Ĉokoladna masa R3 je

ĉvršća od ĉokoladne mase R2 u proseku za 42%.


[156]


Ĉokolada R3 bez obzira na vreme mlevenja je manje otporna na proces sivljenja u

odnosu na ĉokoladnu masu R2, naroĉito uz primenu viših temperatura pretkristalizacije.

8.8 Senzorne karakteristike ĉokolade

Promene u sadrţaju sojinog mleka neznatno menjaju senzorni kvalitet ĉokolade, odnosno

pogoršavaju ga u smislu neprihvatljivosti ukusa i mirisa po soji.

Zaključak Danica Zarić, doktorska disertacija

[157]

V ZAKLJUĈAK

1. Optimalni uslovi laboratorijske proizvodnje ĉokoladne mase u kugliĉnom mlinu,

neophodnih za dobijanje odgovarajućih reoloških parametara su: masa kuglica 30 kg,

vreme usitnjavnja 90 minuta i dodatak kombinacije emulgatora 0.2% PGPR i 0.3%

lecitina raĉunato na ukupnu masu sirovina.

2. Mleĉna ĉokoladna masa dobijena u kugliĉnom mlinu je reološki sistem koji se ponaša

iskljuĉivo kao viskozno-nenjutnovska teĉnost. Naĉin proizvodnje ĉokoladne mase izaziva

promene viskoziteta i prinosnog napona, odnosno viskozitet ĉokoladne mase proizvedene

po standardnom postupku je u proseku manji za 39%, a prinosni napon veći za 26% u

odnosu na ĉokoladnu masu proizvedenu u kugliĉnom mlinu.

3. Parametri koji daju optimalna kristalizaciona i reološka svojstva mleĉne ĉokoladne mase

proizvedene u kugliĉnom mlinu kao i ĉokoladu optimalnih senzornih i fiziĉkih svojstava

su vreme usitnjavanja od 90 minuta i temperatura pretkristalizacije od 30oC.

4. Ĉokolada proizvedena u kugliĉnom mlinu je ĉvršća, u odnosu na ĉokoladu proizvedenu

standardnim postupkom i to bez obzira na primenjenu temperaturu pretkristalizacije. Sila

potrebna za lomljenje ĉokolade dobijene u kugliĉnom mlinu veća je u proseku za 2.25

puta u odnosu na standardno proizvedenu ĉokoladu.

5. Mleĉna ĉokolada proizvodena u kugliĉnom mlinu ima znatno slabiju otpornost na

sivljenje (35%) u odnosu na masu proizvedenu standardnim postupkom, tako da je

potrebno uraditi dodatna ispitivanja ovog postupka proizvodnje uz dodatak inhibitora

sivljenja kao što su frakcije mleĉne masti sa višom taĉkom topljenja, asimetriĉni

trigliceridi, stearin iz palminog ulja, poliestri saharoze, sorbitan, tristearat i dr.

6. Na proces sivljenja ĉokolade proizvedene u kugliĉnom mlinu izraţeniji uticaj ima

temperatura pretkristalizacije u odnosu na vreme mlevenja. Otpornost na sivljenje se

povećava sa sniţavanjem temperature pretkristalizacije.

7. Izmena sirovinskog sastava ĉokoladne mase, odnosno zamena kravljeg sa sojinim

mlekom, dovodi do poboljšanja nutritivne vrednosti koja se ogleda u povećanju sadrţaja

proteina za 1.15% i sadrţaja esencijalnih aminokiselina: lizina, cisteina, triptofana,

treonina, izoleucina, leucina, fenilalanina i valina.


[158]

8. Ĉokoladna masa R3, pokazuje sporiju brzinu kristalizacije, odnosno potrebno joj je duţe

vreme do postizanja maksimalnog obrtnog momenta, u odnosu na ĉokoladnu masu sa

kravljim mlekom. Duţe vreme usitnjavanja ove ĉokoladne mase zahteva višu

temperaturu pretkristalizacije da bi se postigla odgovarajuća reološka svojstva.

9. Ĉokoladna masa sa sojinim mlekom ima manji sadrţaj ĉvrstih triglicerida odnosno

ĉvrstoću. Optimalna ĉvrstoća ĉokoladne mase R1 se postiţe usitnjavanjem od 90 minuta i

pri temperaturi pretkristalizacije od 30°C dok je kod ĉokoladne mase sa sojinim mlekom

potrebno primeniti isto vreme usitnjavanja ali niţu temperaturu pretkristalizacije odnosno

26°C.

10. Mleĉna ĉokoladna masa pokazuje bolje osobine proticanja odnosno ima manji viskozitet

u odnosu na masu sa sa sojinim mlekom. Proseĉno smanjenje viskoziteta ĉokoladne mase

R1 u odnosu na R3 je za pribliţno 65%, za sve ispitivane parametre mlevenja i

pretkristalizacije.

11. Ĉokolada sa sojinim mlekom (R3) je znaĉajno manje otporna na proces sivljenja u

odnosu na ĉokoladnu masu R1, naroĉito pri relativno visokim temperaturama

pretkristalizacije, i to bez obzira na vreme mlevenja. Najveću otpornost na sivljenje, bez

obzira na sirovinski sastav, odreĊenu kao broj ciklusa do prvih znakova sivljenja kao i

ukupan broj ciklusa do potpunog sivljenja proizvoda, pokazuju uzorci ĉokolade,

usitnjavani 90 minuta i pretkristalisani na 26oC.

12. Dodatak sojinog mleka pogoršava ukupni kvalitet ĉokolade, kao posledica stranog

odnosno neuobiĉajenog ukusa po soji, u odnosu na uzorke sa kravljim mlekom. Najveće

razlike u senzornom kvalitetu su zabeleţene pri primenjenim visokim temperaturama

pretkristalizacije i kraćem vremenu mlevenja

13. Povećanje koliĉine sojinog mleka sa 15% na 20% nije izazvalo promenu u brzini

kristalizacije ĉokoladne mase, bez obzira na primenjenu temperaturu ali je uticalo na

povećanje vrednosti obrtnog momenta. Optimalna veliĉina obrtnog momenta, koja

obezbeĊuje odgovarajuća reološka svojstva ĉokoladne mase i koje pribliţno iznosi 250-

350 x102Nm, se postiţe pretkristalizacijom mase na 30°C, bez obzira na koliĉinu sojinog

mleka, s tim da veći sadrţaj ove sirovine zahteva duţe mlevenje.


[159]

14. Povećanje sadrţaja sojinog mleka sa 15% na 20% dovodi do povećanja viskoziteta i

prinosnog napona ĉokoladne mase i ovo povećanje proseĉno iznosi 20% za sve ispitane

parametre mlevenja i pretkristalizacije.

15. Ĉokolada R3 je ĉvršća od ĉokoladne mase R2 u proseku za 42% za sve ispitane

parametre mlevenja i pretkristalizacije.

16. Ĉokolada R3 je, bez obzira na vreme mlevenja, manje otporna na proces sivljenja u

odnosu na ĉokoladnu masu R2, naroĉito uz primenu viših temperatura pretkristalizacije.

17. Povećanje sadrţaja sojinog mleka sa 15% na 20% neznatno pogoršava senzorni kvalitet

ĉokolade, pre svega u smislu ukusa i mirisa. Optimalan senzorni kvalitet, bez obzira na

koliĉinu sojinog mleka, se postiţe duţim mlevenjem i pri višim temperaturama

pretkristalizacije.

Prilog Danica Zarić, doktorska disertacija

[160]

VI PRILOG

Tabela P1: Karakteristiĉne vrednosti parametara termoreograma ĉokaladnih masa R1,

R2, R3 u zavisnosti od temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja

R1

Parametri

termoreograma Temperatura pretkristalizacije (

oC)

26 28 30

Vreme

mlevenja (min) 30 60 90 30 60 90 30 60 90

t1 (min) 44 44 41 91 81 113 229 119 123

t2(min) 58.5 58.5 66.5 110.5 96.5 125.5 250 142.5 142.5

Momax102 (Nm) 700 650 730 430 360 390 180 320 450

R2

Parametri


oC)

26 28 30

Vreme

mlevenja (min) 30 60 90 30 60 90 30 60 90

t1 (min) 47 49 43 87 98 102 137 151 123

t2(min) 62 61.5 61.5 98 108.5 118.5 151 160 136.5

Momax102 (Nm) 640 710 680 420 290 520 260 400 390

R3

Parametri


oC)

26 28 30

Vreme

mlevenja (min) 30 60 90 30 60 90 30 60 90

t1 (min) 40 51 41 145 103 78 121 118 128

t2(min) 63.5 65.5 56 151.5 124 102 144.5 148 153

Momax102 (Nm) 740 680 800 220 570 460 420 470 330


[161]

Tabela P2: Regresioni koreficijenti i t - vrednosti za veliĉinu obrtnog momenta i vreme

nukleacije

Regresioni

koeficijenti

z1 – veliĉina obrtnog

momenta z2 -vreme nukleacije

vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R1

b0 26632.220 2.821 -329.996 -0.074

b1 -1717.500 -2.550 -15.750 -0.049

b2 -31.440 -1.837 8.133 1.002

b11 1.000 1.766 -0.429 -1.599

b12 27.920 2.325 1.250 0.220

b22 0.040 0.763 0.028 1.120

Regresioni

koeficijenti



vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R2

b0 23551.110 1.806 -1423.670 -0.985

b1 -1550.830 -1.667 81.170 0.787

b2 -11.440 -0.484 2.420 0.922

b11 0.370 0.480 -0.040 -0.481

b12 25.830 1.557 -1.000 -0.544

b22 0.020 0.276 -0.010 -1.292

Regresioni

koeficijenti



vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R3

b0 32075.560 1.688 -

54665.330 -1.605

b1 -2239.170 -1.652 381.920 1.572

b2 29.120 0.845 -1.280 -0.208

b11 -0.620 -0.549 0.030 0.143

b12 39.170 1.620 -6.500 -1.501

b22 -0.090 -0.810 0.000 0.058


[162]

Tabela P3: Regresioni koreficijenti i t - vrednosti za odnos Jv/Jmax i tan δ

Regresioni

koeficijenti

z3 – Jv/Jmax z4 -tan δ

vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R1

b0

b1

b2

b11

b12

b22

Regresioni

koeficijenti


vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R2

b0 -1037.860 -1.173 45.464 0.196

b1 79.710 1.263 -0.926 -0.056

b2 0.360 0.224 -0.410 -0.976

b11 -1.370 -1.217 -0.017 -0.057

b12 -0.040 -0.777 0.018 1.301

b22 0.010 1.257 -0.001 -1.138

Regresioni

koeficijenti


vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R3

b0 654.109 0.555 -95.214 -1.435

b1 -40.846 -0.486 5.924 1.251

b2 -0.063 -0.030 0.477 3.963

b11 0.784 0.523 -0.089 -1.052

b12 -0.051 -0.722 -0.016 -3.906

b22 0.013 1.980 0.000 -0.993


[163]

Tabela P4: Regresioni koreficijenti i t - vrednosti za ĉvrstoću i sivljenje ĉokolade

Regresioni

koeficijenti

z5 – ĉvrstoća z6 - sivljenje

vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R1

b0 3518.727 1.527 555.333 10.723

b1 -261.002 -1.588 -36.833 -9.969

b2 1.213 0.290 0.056 0.591

b11 4.942 1.686 0.625 9.487

b12 -0.118 -0.852 -0.004 -1.342

b22 0.017 1.300 0.001 1.897

Regresioni

koeficijenti


vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R2

b0 542.762 0.253 -195.667 -0.494

b1 -36.233 -0.237 14.500 0.514

b2 -0.899 -0.231 -0.428 -0.596

b11 0.693 0.254 -0.250 -0.497

b12 -0.039 -0.303 0.008 0.351

b22 0.018 1.485 0.002 0.745

Regresioni

koeficijenti


vrednost

b

t-vrednost vrednost

b

t-vrednost

df = 3 df = 3

ĈOKOLADA R3

b0 -571.056 -0.406 -708.667 -1.778

b1 43.690 0.435 50.083 1.762

b2 1.352 0.515 0.522 0.722

b11 -0.724 -0.404 -0.875 -1.726

b12 -0.106 -1.258 -0.017 -0.698

b22 0.012 1.528 0.000 0.000


[164]

Tabela P5: Regresioni koreficijenti i t-vrednosti za senzorni kvalitet (ukupan broj bodova)

Regresioni

koeficijenti

Z7 – senzorni kvalitet

(ukupan broj bodova)

vrednost b t-vrednost

df = 3

ĈOKOLADA R1

b0 8.477 0.412

b1 -0.366 -0.249

b2 -0.024 -0.644

b11 0.006 0.239

b12 0.001 0.810

b22 0.000 1.002

Regresioni

koeficijenti




df = 3

ĈOKOLADA R2

b0 1.422 0.166

b1 0.097 0.159

b2 -0.020 -1.293

b11 -0.001 -0.076

b12 0.000 -0.567

b22 0.000 6.915

Regresioni

koeficijenti




df = 3

ĈOKOLADA R3

b0 -110.793 -5.933

b1 7.788 5.846

b2 0.124 3.670

b11 -0.133 -5.578

b12 -0.005 -4.391

b22 0.000 2.368


[165]

Tabela P6: Uticaj temperature pretkristalizacije i vremena mlevenja na ĉvrstoću ĉokolada

receptura R1, R2, R3, SM

Ĉokolada R1

Uzorak Ĉvrstoća (N)

30-26 31.07

30-28 29.68

30-30 92.92

60-26 38.26

60-28 18.12

60-30 47.13

90-26 32.27

90-28 46.66

90-30 65.88

Ĉokolada R2


30-26 21.42

30-28 40.19

30-30 28.06

60-26 17.74

60-28 22.17

60-30 16.63

90-26 51.15

90-28 21.05

90-30 48.45

Ĉokolada R3


30-26 40.36

30-28 55.85

30-30 35.74

60-26 28.77

60-28 27.60

60-30 24.66

90-26 50.26

90-28 25.60

90-30 20.18

Ĉokolada SM


SM-26 31.00

SM-22 29.67

SM-30 15.84


[166]

Tabela P7: FORMULAR

za senzorno ocenjivanje ĉokolade

Oznaka uzorka : _____________________________________

Ime ocenjivaĉa : _____________________________________

Datum ocenjivanja : __________________________________

Parametri

kvaliteta

Opis senzorne

karakteristike O

1 FZ

2

PB3

SPOLJAŠNJA

SVOJSTVA

Oblik, boja,

sjaj, površina

Odgovarajući oblik i boja, površine glatka, odgovarajuće

sjajna, gravura jasna

Neznatno odstupanje od oblika, besprekorna boja

površina glatka, odgovarajućeg sjaja, gravura slabije

izraţena

Odstupanje od oblika, slabija boja, površini ogrebotine,

vazdušni mehurići, nedovoljno sjajna, zaprljana

mrvicama

proizvoda

Jaĉe odstupanje od oblika, boja neujednaĉena, siva ili

beliĉasta, površina oštećena, mat sa dosta mrvica od

proizvoda

Deformisan oblik, površina mramorirana, siva ili

beliĉasta, jaĉe oštećena, vidljive mrlje od masti, gravura

nevidljiva

5

4

3

2

1

0,1

TEKSTURA

Prelom i

struktura

Prelom ravan, struktura besprekorna, odgovarajuće

ĉvrstoće

Prelom mrviĉast, struktura ujednaĉena, odgovarajuće

ĉvrstoće

Prelom mrviĉast, struktura neujednaĉena, tvrda ili meka

Prelom grub, struktura gruba, zrnasta, vazdušni mehurići

Prelom vrlo grub, mrviĉast, struktura neujednaĉena,

grubo

zrnasta, vazdušni mehurići

5

4

3

2

1

0,15


[167]

Primedba : Potpis ocenjivaĉa

_________________________________

Datum ocene:

Ţvakanje

Brzo se topi, fini oseţaj u ustima

Sporije se topi, slabo se maţe po ustima

Sporije se topi, slabo peskovita

Teško se topi, peskovita, ili ostavlja slabo lojast utisak u

ustima

Teško se topi, peskovitost jako izraţena, ili ostavlja jak

lojast utisak u ustima

5

4

3

2

1

0,2

Parametri

kvaliteta

Opis senzorne

karakteristike O

1 FZ

2

PB3

AROMA

Miris

Svojstven, zaokruţen, aromatiĉan

Svojstven, aromatiĉan, ali slabije izraţen

Nezaokruţen, slabo izraţena kakao aroma, istiĉe se

miris dodataka

Nije svojstven, jako aromatiĉan, slabo kiselkast,

prodoran

Strani, jako kiseo, po kartonu, po starom, plesniv,

uţegao

5

4

3

2

1

0,2

Ukus

Svojstven, zaokruţen, aromatiĉan

Svojstven, zaokruţen, slabije izraţen

Nezaokruţen, slabo aromatiĉan, istiĉe se ukus po

dodacima

Bezizraţajan, slabo kiseo, slabo opor

Strani, po starom, jako kiseo, plesniv, opor, po sapunu

5

4

3

2

1

0,35

Zbie ponderisanih bodova

O – Ocena; FZ – Faktor znaĉaja; PB – Ponderisani bodovi


[168]

Temperatura pothlaĊivanja (oC)

Faktor Fak. 26 28 30

kvaliteta znaĉ. Vreme mlevenja (min)

30 60 90 30 60 90 30 60 90

Spoljašnja svojstva 0.1

Prelom, struktura 0.15

Ţvakanje 0.2

Miris 0.2

Ukus 0.35

Zbir ponderisanih

bodova

Kvalitetni broj

Primedba: Ocenjivaĉ

Kategorija senzornog kvaliteta u zavisnosti od zbira

ponderisanih bodova (PB)

Kategorija kvaliteta Zbir PB

Odliĉan

Vrlo dobar

Dobar

Ne odgovara

4,5-5

3,5-4,5

2,5-3,5

< 2,5


[169]

Tabela P8: FORMULAR P2 Za ocenjivanje osobina teksture i topljenja ĉokolade po QDA – metodi

OSOBINE TEKSTURE

1.) Ĉvrstoća – Osećaj ĉvrstoće pri prelomu zalogaja ĉokolade na dva dela u ustima i ţvakanju zadnjim zubima

(Hard) meka slabije tvrda tvrda

1 2 3

2.) Lomljivost - Deljenje u komadiće u toku ţvakanja :

(Brittle) slabo dobro odgovara

1 2 3

3.) Suvoća – Ĉokolada pri ţvakanju daje utisak :

(Dry) suv uljast mastan

1 2 3

4.) Lepljivost – Ĉokolada se lepi za zube :

(Waxy) jako slabo ne lepi

1 2 3

5.) Ţilavost – Ţvakanje ĉokolade je :

(Tough) teško lako prijatno

1 2 3

6.) Gustoća – Osećaj koji ĉokolada ostavlja izmeĊu jezika i nepca :

(Thick) gusta laka prijatna

1 2 3

Primedba :

OSOBINE TOPLJENJA

1.) Poĉetak otapanja – Vreme poĉetka otapanja ĉokolade kod ţvakanja :

(Early start of melting) dugo sa zadrţavanjem odmah

1 2 3

2.) Brzina otapanja – Vreme potrebno za potpuno otapanje :

(Rapidity of melting) dugo produţeno kratko

1 2 3

3.) HlaĊenje – Osveţavajući osećaj u ustima pri otapanju ĉokolade :

(Cooling) slab dobar prijatan

1 2 3

4.) Topivost – Spontani osećaj da se zalogaj ĉokolade moţe progutati; ĉokolada mora biti potpuno otopljena

(Metability) neodreĊen slab dobar

1 2 3

Primedba :


[170]

FORMULAR :

Datum ocene:

QDA metoda Temperatura pothlaĊivanja (oC)

26 28 30

Vreme mlevenja (min)

Osobine teksture 30 60 90 30 60 90 30 60 90

Ĉvrstoća

Lomljivost

Suvoća

Lepljivost

Ţilavost

Gustoća

Osobine otapanja

Poĉetak otapanja

Brzina otapanja

HlaĊenje

Topivost

Primedba: Ocenjivaĉ:


[171]

Tabela P9: Zavisnost senzornog kvaliteta ĉokolada R1 od uticaja vremena mlevenja i

temperature pretkristalizacije – QDA metoda

R1

Vreme zadrţavanja u mlinu 30 min 60 min 90 min

Temperatura

pretkristalizacije (⁰C) 26 28 30 26 28 30 26 28 30

Ĉvrstoća 1.00 2.60 2.60 2.80 2.70 2.70 2.60 2.10 2.10 2.10

Lomljivost 2.00 2.10 1.90 2.20 2.30 2.20 2.20 2.70 2.96 2.96

Suvoća 3.00 1.30 1.30 1.30 2.00 2.10 2.10 2.10 2.56 2.56

Lepljivost 4.00 2.10 2.10 2.10 2.50 2.50 2.50 2.70 2.70 2.70

Ţilavost 5.00 1.50 1.60 1.60 2.00 2.00 2.00 2.50 2.76 2.76

Gustoća 6.00 1.40 2.00 1.50 1.90 1.90 1.90 2.50 2.60 2.60

Poĉetak otapanja 7.00 2.00 2.90 2.10 2.00 2.00 2.70 2.00 2.20 2.26

Brzina otapanja 8.00 1.90 2.80 2.00 2.00 2.00 2.70 2.20 2.26 2.26

HlaĊenje 9.00 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.80 2.20 2.20

Topivost 10.00 1.40 2.00 2.00 2.00 2.10 2.50 2.20 2.50 2.66



R2


Temperatura


Ĉvrstoća 1.00 2.00 2.20 2.30 2.00 2.20 2.40 2.30 2.20 2.30

Lomljivost 2.00 2.00 2.00 2.10 2.00 2.10 2.20 2.10 2.00 2.50

Suvoća 3.00 1.30 1.80 2.10 1.30 1.80 2.10 1.60 1.90 2.30

Lepljivost 4.00 2.70 2.50 2.50 2.70 2.50 2.50 2.90 2.50 2.70

Ţilavost 5.00 2.30 2.00 2.40 2.20 2.00 2.30 2.60 2.10 2.70

Gustoća 6.00 1.90 1.70 2.40 1.90 1.70 2.30 2.10 1.80 2.40


Brzina otapanja 8.00 1.90 2.00 2.50 1.80 1.90 2.40 2.30 2.10 2.60

HlaĊenje 9.00 2.30 2.40 2.30 2.30 2.40 2.20 2.30 2.30 2.50

Topivost 10.00 1.80 2.00 2.30 1.80 2.00 2.30 1.90 2.10 2.50


[172]



R3


Temperatura


Ĉvrstoća 1.00 1.00 1.63 1.75 1.50 1.88 2.50 1.50 1.75 2.00

Lomljivost 2.00 1.00 1.25 1.38 1.50 1.38 2.13 1.50 1.38 1.88

Suvoća 3.00 1.00 1.13 1.38 1.13 1.13 1.88 1.63 1.13 1.25

Lepljivost 4.00 2.00 1.63 1.50 2.00 1.63 2.00 2.00 1.75 1.75

Ţilavost 5.00 1.00 1.25 1.25 1.50 1.38 1.75 1.50 1.50 1.63

Gustoća 6.00 1.38 1.38 1.63 1.50 1.38 1.88 1.38 1.38 1.75


Brzina otapanja 8.00 1.63 1.63 1.88 1.88 1.75 2.25 1.88 1.63 2.00

HlaĊenje 9.00 1.13 1.13 1.50 1.25 1.13 2.00 1.13 1.00 1.50

Topivost 10.00 1.00 1.13 1.13 1.25 1.25 1.88 1.38 1.13 1.38

Tabela P12: Zavisnost senzornog kvaliteta ĉokolada SM od uticaja temperature pretkristalizacije

– QDA metoda

ĈOKOLADA DOBIJENA STANDARDNIM

POSTUPKOM

Temperatura

pretkristalizacije (⁰C) 26.00 28.00 30.00

Ĉvrstoća 1.00 2.80 2.80 2.40

Lomljivost 2.00 1.30 1.60 1.70

Suvoća 3.00 1.50 1.70 1.70

Lepljivost 4.00 1.30 1.50 1.70

Ţilavost 5.00 1.40 1.50 1.70

Gustoća 6.00 1.60 1.50 1.80

Poĉetak otapanja 7.00 1.50 1.50 2.10

Brzina otapanja 8.00 1.70 1.80 2.00

HlaĊenje 9.00 1.30 1.30 1.50

Topivost 10.00 2.00 1.90 2.10


[173]

Tabela P13: Rezultati merenja boje ĉokolade R1 u Hunterovom sistemu u zavisnosti od

vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije

Br.

dana

26˚C 28˚C 30˚C

R1

30 60 90 30 60 90 30 60 90

CIELAB - system

1. dan

a* 12.44 12.79 12.39 12.51 12.44 13.11 13.5 12.28 12.65

b* 15.81 16.03 15.7 15.82 15.32 16.08 16.35 15.25 15.11

L*ab 39.23 38.34 38.71 38.6 38.62 37.31 38.89 35.25 37.95

5. dan

a* 7.86 10.02 11.12 10.95 9.84 11.05 11.32 11.72 11.89

b* 13.37 16.76 16.8 15.29 14.68 15.74 16.53 16.08 16.04

L*ab 58.77 53.11 48.3 46.15 47.34 45.74 48.35 42.18 45.94

12. dan

a* 10.92 11.98 11.44 9.13 10.59 10.11 8.78 9.78 10.13

b* 14.83 16.45 16.35 14.1 16.33 13.91 14.11 14.41 14.81

L*ab 44.25 44.07 44.72 49.95 47.43 46.66 53.28 47.85 48.98

22. dan

a* 11.41 12.42 11.65 8.4 10.8 8.3 - - -

b* 15.2 19.2 16.34 13.75 16.3 12.91 - - -

L*ab 43.77 46.39 43.7 52.04 46.48 50.76 - - -


[174]



Br.

dana

26˚C 28˚C 30˚C

R2

30 60 90 30 60 90 30 60 90

CIELAB - system

1. dan

a* 11.67 11.55 11.67 11.62 11.47 12.21 11.23 11.52 11.02

b* 14.88 14.41 14.88 14.51 13.86 14.82 14.19 14.48 13.93

L*ab 37.72 36.91 37.65 37.18 37.59 35.75 38.19 37.12 38.59

5. dan

a* 10.5 10.66 9.1 9.62 7.35 9.77 12.57 12.68 12.68

b* 15.53 15.07 14.42 13.96 15.23 14.99 15.86 16.3 16.93

L*ab 48.05 46.6 52.58 48.12 59.22 48.75 40.17 40.38 42.01

12. dan

a* 8.81 9.29 8.02 7.02 6.63 8.37 9.9 8.29 10.12

b* 14.63 14.77 13.25 14.76 13.55 13.27 14.55 13.86 16.04

L*ab 52.91 49.49 53.55 61.57 62.84 54.19 51.13 51.63 53.04

22. dan

a* - - - - - - - - -

b* - - - - - - - - -

L*ab - - - - - - - - -


[175]



Br.

dana

26˚C 28˚C 30˚C

R3

30 60 90 30 60 90 30 60 90

CIELAB - system

1. dan

a* 12.07 12.07 11.46 11.43 11.62 11.57 11.46 11.23 11.62

b* 14.94 14.55 14.46 14.78 14.6 14.54 13.84 14.54 14.58

L*ab 37.94 37.72 37.62 38.04 37.67 38.14 38.82 37.56 37.96

5. dan

a* 12 12.53 12.69 12.24 12.52 10.3 11.77 11.54 11.63

b* 15.35 16.54 16.81 16.93 16.69 13.67 14.63 14.42 14.83

L*ab 42.6 40.73 40.85 41.2 41 45.49 37.91 37.45 37.55

12. dan

a* 8.54 5.85 6.98 8.33 6.12 11.12 6.11 10.42 9.16

b* 14.85 14.23 12.93 15.24 13.21 18.17 14.22 15.61 14.43

L*ab 56.41 66.94 56.55 58.32 63.69 50.67 66.13 49.48 51.79

22. dan

a* - - - - - - - - -

b* - - - - - - - - -

L*ab - - - - - - - - -

Tabela P16: Rezultati merenja boje ĉokolade dobijene standardnim postupkom u Hunterovom

sistemu u zavisnosti od vremena mlevenja i temperature pretkristalizacije

Br.

dana

26˚C 28˚C 30˚C

SM

CIELAB - system

1.

dan

a* 11.11 10.9 11.82

b* 13.55 14.01 14.39

L*ab 38.06 39.47 36.05

5.

dan

a* 8.08 10.79 7.68

b* 13.54 15.2 13.21

L*ab 55.92 47.94 54.1

12.

dan

a* 11.86 9.98 11.33

b* 15.08 13.06 15.02

L*ab 38.1 44.8 40.12

22.

dan

a* 11.51 9.98 8.45

b* 14.78 15.39 16.11

L*ab 38.79 47.35 52.91

Lista skraćenica Danica Zarić, doktorska disertacija

[176]

VII LISTA SKRAĆENICA

R1 Ĉokoladna masa sa 20% mleka u prahu

R2 Ĉokoladna masa sa 15% sojinog mleka u prahu

R3 Ĉokoladna masa sa 20 % sojinog mleka u prahu

R1-30

Ĉokoladna masa sa 20% mleka u prahu koja se usitnjavala u

kugliĉnom mlinu 30 minuta

R2-30

Ĉokoladna masa sa 15% sojinog mleka u prahu koja se

usitnjavala a u kugliĉnom mlinu 30 minuta

R3-30


usitnjavala u kugliĉnom mlinu 30 minuta

R1-60

Ĉokoladna masa sa 20% mleka u prahu koja se usinjavala u


R2-60



R3-60


usinjavala u kugliĉnom mlinu 60 minuta

R1-90

Ĉokoladna masa sa 20% mleka u prahu koja se usitnjavala u


R2-90



R3-90



R1-30-26 Ĉokoladna masa sa 20% mleka u prahu koja se usitnjavala u

kugliĉnom mlinu 30 minuta i pretkristalisala na 26°C










[177]









R2-30-26


usitnjavala u kugliĉnom mlinu 30 minuta i pretkristalisala na

26°C

R2-30-28



28°C

R2-30-30



30°C

R2-60-26



26°C

R2-60-28



28°C

R2-60-30



30°C

R2-90-26



26°C

R2-90-28



28°C

R2-90-30



30°C


[178]

R3-30-26



26°C

R3-30-28



28°C

R3-30-30



30°C

R3-60-26



26°C

R3-60-28



28°C

R3-60-30



30°C

R3-90-26



26°C

R3-90-28



28°C

R3-90-30



30°C

SM Ĉokoladna masa dobijena na standardan naĉin proizvodnje

SM-26

Ĉokoladna masa dobijena na standardan naĉin proizvodnje i

pretkristalisana na 26°C

SM-28



SM-30



C8:0 Kaprilna

C10:0 Kaprinska

C12:0 Laurinska

C14:0 Miristinska


[179]

C16:0 Palmitinska

C18:0 Stearinska

C20:0 Arahinska

C22:0 Behenska

MUFA Mononezasićene masne kiseline

C16:1 Palmitooleinska

C22:1 Eruka

PUFA Polinezasićene masne kiseline

C18:2 Linolna

QDA Kvantitativna deskriptivna analiza

DSC Diferencijalna skening kalorimetrija

WHO World Health Organization

NMR Nuklearno magnetno rezonantna spektroskopija

SSS Tristearat

PPP Tripalmitat

OOO Trioleat

POP 2-oleodipalmitin

SOS 2-oleodistearin

SSO 2-stearostearoolein

SOO 2-oleostearoolein

POS 2-oleopalmitostearin

SLB 2-linoldistearin

BOB 2-oleodibehenidin

USDA National Nutrient Database for Standard Reference

S Koeficijent sedimentacije

Literatura Danica Zarić, doktorska disertacija

[180]

VIII LITERATURA

1. Lucisano, M., Casiraghi, E.,Mariotti M.,(2006): Influence of formulation and processing

variables on ball mill refining of milk chocolate. Eur Food Res, 223,797-802

2. Alamprese, C., Datei, L., Semeraro, Q. (2007): Optimization of processing parameters of

a ball mill refiner for chocolate. J Food Eng 83 (4), pp. 629-636.

3. Minifie, W.B.(1970): Chocolate, Cocoa and Confectionery, J. and A. Churchill, London.

4. Stephen T Beckett (2008): Science of Chocolate, 2nd

Edition, RSC Publisching,

Cambridge.

5. Mazzeti RenatoS.p.A., (2009) Catalogo Generale, www.mazzetirenato.it

6. Duyvis Wiener, (2009): Brochures about W95/W100 Ball Mill, www.duyviswiener.com

7. Kennedy's Confection (2009): The new approach to chocolate processing, Duyvis Wiener

8. Tait S., (2002): Investigation of Growth Rate in Seeded and non Seeded Cocoa Butter,

Undergraduated Thesis, Departmant of Chemical Engeeniring, Universitz of Queensland

9. ChalseriS.,Dimick S.P. (1987): Cocoa Butter-its composition and Properties, The

Manufacturing Confectioner, 67(9), 115-121

10. Karlhamns AB., (2002): Handbook, vegetable oils and fats, Civilen AB, Halmstad

11. Wille L.R:, Lutton S.E.,(1966): Polimorphism of Cocoa Butter, J Am Oil Chem: SOC.43,

491-496)

12. Dimick P.S., Davis T.R., (1986): Solidification of Cocoa Butter, The Manufacturing

Confectioner, June, 123-128

13. Garti N., Sato K., (1988): Crystallization and Polymorphism of Fats and Fatty acids,

Marcell Decker Inc., New York, 3-7

14. Timms R.E.,(2003):Confectionery Fats Handbook, Properties, Production and

Application, The Oil Press, Bridgwater, England

15. Dimick P.S., Manning D.M., (1987): Thermal and Compositional Properties of Cocoa

Butter During Static Crystallization, JAOCS,64,12, 1663-1669.

http://www.scopus.com/search/submit/author.url?author=Alamprese%2c+C.&origin=resultslist&authorId=6603205213&src=s

http://www.scopus.com/search/submit/author.url?author=Datei%2c+L.&origin=resultslist&authorId=34967888900&src=s

http://www.scopus.com/search/submit/author.url?author=Semeraro%2c+Q.&origin=resultslist&authorId=6602828400&src=s

http://www.mazzetirenato.it/


[181]

16. Hachuya., I., Koyano, T., Sato, K., (1989): Seedinig effects on solidification behavior of

cocoa butter and dark chocolate. I. Physical properties of dark chocolate, JAOCS 12,

1757-1762

17. Jovanović, O., (1996): Kinetika kristalizacije kakao maslaca i ĉokoladne mase, doktorska

disertacija, Tehnološki fakultet, Novi Sad

18. Rousset P.(1997): Etude Experimentable et Modelisation de la Crystallisation de

Triacylglycerols et du Beurre de Cacao, Phisical Mettallurgy, Ecale Polytechnique

Federale de Lausanne.

19. Gavrilović M. (2000): Tehnologija konditorskih proizvoda, Tehnološki fakultet, Novi

Sad

20. Hachiya, I., Koyano, T., Sato, K., (1989): Seedinig efects on solidification behavior of

cocoa butter and dark chocolate. I. Physical properties of dark chocolate, JAOCS 12,

1763-1770

21. Malssen K.; Peschar R., Schenk H., (1996): Real-Time X-Ray Powder Diffraction

Investigations on Cocoa Butter.I. Temperature-Dependent Crystallization Behavior,

JAOCS 73,10,1209-1215

22. Malssen K.; Peschar R., Schenk H., (1996): Real-Time X-Ray Powder Diffraction

Investigations on Cocoa Butter.II. The relationship Between Melting Behavior and

Composition of β- Cocoa Butter, JAOCS 73,10,1217-1223

23. Malssen K.; Peschar R., Brito C., Schenk H., (1996): Real-Time X-Ray Powder

Diffraction Investigations on Cocoa Butter.III. Direct β- Criystalization of Cocoa Butter:

Occurance of a Memory Effect, JAOCS 73,10,1225-1230

24. Hartel R.W. (1999): Chocolate: Fat bloom during Storage, Manufacturing Confectioner,

79, 89-99

25. Cerbulis J., Clay C., Mack C.H. (1957): The Composition of Bloom Fat in Chocolate,

JAOCS 34, 533-537

26. Jovanović O., Karlović Dj., Jakovljević J.: Chocolate Pre-Crystallization, A Review,

Acta Alimentria 3 (1995) 225-239

27. Manning M.D., Dimick S.P. (1985): Crystall Morphology of Cocoa Butter, Food

Microstructure 4 (2), 249-265


[182]

28. Hodge S.M., Rousseau D. (2002): Fat Bloom Formation and Characterization in Milk

Chocolate Observed by Atomic Force Microscopy, JAOCS 79, 11, 1115-1121

29. Ziegleder G. (1994): Bloom and Tempering – Some Principles on Bloom Formation,

Schoko-Technik 94, International ZDS – Fachtagung, sic-14, Koln, Germany

30. Bricknell J., Hartel R.W. (1998): Relation of Fat Bloom in Chocolate to Polymorphic

Transition of Cocoa Butter, JAOCS 75, 11, 1609-1615

31. Adenier H., Chaveron H., Ollivon M. (1984): Control of Chocolate Tempering with the

Aid of Simplified Differential Thermal Analysis, Science des Aliments, 4, 213-231

32. Sato K., Koyano T. (2001): Crystallization Properties of Cocoa Butter, Chapter 12, In:

Crystallization Processes in Fats and Lipid Systems (Garti N., Sato K.), Marcel Dekker,

New York, USA, 429-456

33. Koyano T., Hachiya I., Sato K. (1990): Fat Polymorphism and Crystal Seeding Effect on

Fat Bloom Stability of Dark Chocolate, Food Structure, 9, 231-240

34. Garti N., Schlichter J., Sarig S. (1986): Effect of Food Emulsifiers on Polymorphic

Transition of Cocoa Butter, JAOCS 63,2, 230-236

35. Schlichter Aronhime J., Sarig S., Garti N. (1988): Dynamic Control of Polymorphic

Transformation in Triglycerides by Surfactants: The Button Syndrome, JAOCS 65,7,

1144-1150

36. Aronhime J., Sarig S., Garti N. (1990): Emulsifiers as Additives in Fats: Effect of

Polymorphih Transformations and Crystal Properties of Fatty Acids and Triglycerides,

Food Structure, 9, 337-352

37. Campbell L.B., Keeney P.G. (1968): Temper Level Effect on Fat Bloom Formation on

Dark Chocolate Coatings, Food Technology, 22, 1150

38. Jovanovic O., Pajin B. (2004): Influence of lactic acic ester on chocolate quality, Trends

in Food Science and Technology 15, 128-136

39. Guth O.J., Aronhime J. Garti N. (1989): Polymorphic Transitions of Mixed Triglycerides,

SOS, in the Presence of Sorbitan Monostearate, JAOCS 66,11, 1606-1613

40. Jovanovic O., Karlovic Dj., Jakovljevic J., Pajin B. (1998): Tempering Seed Method for

Chocolate Mass: Precrystallization with Tristearate and Sorbitan Tristearate in: Koseogly

S.S., Rhee C.K., Wilson F.R. : World Conference on Oilseed and Edible Oils Processing,

Chapter 31, 135-141


[183]

41. Ziegleder G., Mikle H. (1995c): Fat bloom (Part 3), Suisswaren Technik Wirtschaft, 39

(11), 26-28

42. Pajin B., (2005): Uticaj frakcija mleĉne masti na reološka svojstva i kvalitet ĉokolade,

doktorska disertacija, Tehnološki fakultet, Novi Sad

43. Pajin B., Jovanović O. (2005): Influence of high-melting milk fat fraction on quality and

fat bloom stability of chocolate, Eur Food Res Tech 220, 389-394.

44. Mortensen B.K. (1983): Physical Properties and Modification of Milk Fat in: P.P.Fox:

Developments in Dairy Chemistry, Chapter 5, 159-195

45. Sherbon J.W. (1974): Crystallization and Fractionation of Milk Fat, JAOCS, 51,2, 22-25.

46. Pearson A.M. (1983): Soy Proteins, Developments in Food Protein-2,(B.J.F. Hudson ed.),

Applied Science Publisher, London and New York, 67-108

47. Redondo-Cuenca A., Villanueva-Suarez M.J., Rodriguez-Sevilla M.D., Mateos -

Apariocio I., (2006): Comercial composition and dietary fibre of yellow and green

commercial soybeans (Glycine max) Food Chemistry 101, 1216-1222.

48. Wang C., Wixon, R. (1999): Phytochemical in soybeans-their potential health benefits.

Inform 10, 315-321

49. Renkema, J.S.M., (2001): Formation structure and reological properties of soy protein

gels, Waeningen University, The Nederlands

50. Blanuša,T., Stikic, R., Vucelić-Radović, B., Barać, M. and D. Veliĉković (1999):

Savremeni pristup istrazivanjima proteina u semenu soje, Savremena poljop. 3-4, 7-16.

51. Than-Wilson, A.L.Cosgriff, S.E.,Duggman, M.C.,Obach, R.S., Wilson, K.A. (1985):

Bowman-Birk , proteinase isoinhibitors omplements of soybean strains, J Agric Food

Chem., 133, 389-346

52. Koepke, J., Ermaler U.,Warkentin, E., Wenzl, G., Flecker, P (2000): Crystal structure of

cancer chemopreventive Bowman-Birk inhibitor in ternary complex with bovine trypsin

at 2.3 A resolutin. Structural basic of Jansun-faced serine protease specifity. J.Mol. Biol.,

298, 477

53. Marcone, M.F. (1999): Biochemical and bio physical properties of plant storage proteins:

a current undertanding with emphasis on 11S seed globulins, Food Res Intern, 32, 79-92

54. Liener, I.E., (1981): Factors affecting the nutritional quality of soya products, J Am Oil

Chem 50, 406-415


[184]

55. Nielsen, N. C. (1990): Modification of protein content in soybean to improve seed

quality, Janks, J.and Simon, J.E. (eds) in Advances in new crops. Timber press, Portland,

OR. 106-113

56. Marcone M.F., Kakuda, Y. and R.Y.Yada (1998): Immunochemical Examination of the

Surface Physico-Chemical Properties of Various Dicotyledonous and Monocotyledonous

Globulin Seed Storage Proteins, Food Chem. 63 85-95.

57. Soicni,A., Hirojo,K. (1987): Comparative nutritional value for amino acids, oligopeptides

and soybean protein, JAOCS (12) 1692-1696

58. Bodwell, C.E., Hopkins, D.T. (1985): Nutritit. Characterisics of oilseed Proteins, In: New

proteins foods, Altschul, A.M., Wilcke, H.L.(ed) Seed storage proteins 5, 221-257

59. Anderson, R.I., W.J. Wolf (1995): Compositional changes in trypsin inhibitors, phytic

acid, saponins and isoflavones related to soybean processing, J Nutr, 125:581 S

60. Hutchins A.M., Lampe J.W., Martini M.C.,Campbell D.R., Slavin J.L. (1995):

Vegetables, fruits and legumes: Effect on urinary isoflavonoid phytoestrogen and lignan

excretion, J.Am.Diet Assoc.,95:769-774

61. Wei H., Bowen R., Cai Q., Wang Y.(1995): Antioxidant and antipromotional effects of

the soybean isoflavone genistein, Proc.Soc.Expe. Biol. Med.; 208: 124-130

62. Messina M., (1995): Modern applications for an ancient bean: soybeans and the

prevention and treatment of chronic disease, J Nutr: 125:567S-569S

63. Vitolins,M.Z.(2000): Effcts of soy protein in menopausal women: Agro Food indystry,5,

12-16) Soja smanjuje rizika od nastajanja osteoporoze

64. Anderson J.W., Breecher M.M.,(1996): Dr Anderson’s Antioxidant, Antiaging Health

Program. (Chapter 7. The Jous of Soy) New York: Carrol & Graf

65. Devine, D.(2002): Soya and healt 2002-clinical evidence, dietetic applications, British

Nutrition Foundation, Nutrition Bilten, 27,195-198

66. Koshiyama, I., Kikuchi, M., Harada, K., Fukushima, D. (1981): 2S globuluns of soybean

seeds, I.Isolation and Characterization of protein components, J Agric Food Chem. 29,

336-340

67. Fulmer, R (1989): The preparation and properties of defatted soz flours and their

products, Proceedings of the World Congress on Vegetable protein utilization in human


[185]

foods and animal food stuffs, Apple white, T.H.J. Am. Oil Chem. Soc., Champain USA,

55

68. Pešić, M.,(2003): Uticaj proteinske molekulske strukture genotipova na tehnološke

funkcionalne osobine soje, magistarski rad, Poljoprivredni fakultet, Beograd

69. Stanojević S., (2007): Biohemijske osobine proteinskog i ugljenohidratnog komleksa

modifikovanih sojinih proteinskih proizvoda, Doktorska disertacija, Poljoprivredni

fakultet, Beograd

70. Morr, C.W., (1990): Current status of soy protein functionality in food systems, JAOCS,

67, 267-271

71. Wolf,W.J.,(1970): Soybeans proteins. Their functional, chemical, and physical properties,

J,Agric.Food Chem., 18, 369-373 ; Morr, C.W., (1990): Current status of soy protein

functionality in food systems, JAOCS 67, 267-271

72. Roesch, R.R., Corredig, M., (2005): Heat-induced soy-wey proteins interactions:

formation of soluble and insoluble protein comlex., J.Agric.Food Chem., 53, 347-342

73. Veliĉković, D.,Vucelić-Radović, B.,Barać, M., Stanojević, S., (2000): Change of soybean

polypeptide composition during thermal inactivation of trypsin inhibitors, Acta Periodica

Technologica (APTEFF), 31, 193-199

74. Molina Ortiz, E.S., Anon, C.M.(2000): Analysis of products, mehanisms of reaction and

some functional properties of protein hydrolysate, JAOCS 77(12), 1293-1301

75. Maruama, N, Adachi, M., Takahashi, K.; Yagasakki, K., Kohno, M., Takenaka, Y.,

Okuda, E., Nakagawa, S., Mikami, B., (2001): Crystal structures of recombinant and

native soybean β-konglicin β-homotrimers, Eur.J.Biochem, 268, 3595-3604

76. Berk Z.,(1992): Technology of Production of Edible Flours and Protein Products from

Soybeans, FAO Agricultural Services Bulletin No 97

77. Wahnon R., Mokady S.,Cogan U., (1988): Proc. 19-th.World Congres I.S.F. Internat.

Soc. For Fat Research, Tokyo

78. Scolfeld C.R.,(1985): Lecithins, ed. Sruhaj B.F. and List G.R.,Am Oil Chem Soci,

Champaign, Illinois

79. Yoshida, H., Hirakawa, Y., Murakami, C., Mizusina, Y., Yamade, T. (2003): Variation in

te content of tocopherols and distribution of fatty acids witin soya bean seeds (Glycine

max L.) J. Food Compos. Anal. 16, 429-440


[186]

80. Smith A., and Circle S.J.,(1972) Soybeans: Chem Tech, Vol. 1.,Proteins Chapter 1, 1-26

81. Tsangalis, D., Shaha, N. P. (2004): Metabolism of oligosaccharides and aldehydes and

production of organic acid in soymilk by probiotic bifidobacteria. Int. J. Food Sci.

Technol. 39, 541-554

82. Hogenbirk G. (1986): Contraves/Haake, The Manufact. Confectioner, January, 56-59.

83. Pieper W.E. (1986): Chocolate Viscosity, The Manufact. Confectioner, June, 117-120

84. Tscheuschner H.D. (1994): Rheological and Processing Properties of Fluid Chocolate,

Rheology, 4, 83-88

85. Hogenbirk G. (1988): Viscosity and Yield Value for Chocolate and Coatings – What they

mean and how to influence them, Confectionery Production, August, 456-458

86. Hartel R.W. (1998): Phase Transition in Chocolate and Coatings, in: Phase/State

Transitions in Foods – Chemical, Structural and Rheological Changes edited by Rao

M.A. and Hartel R.W., Marcel Dekker, Inc., New York

87. Lanoiselle J-L., Lecoupeau J-P. (2003): The Effects of Temperature and Butter Content

on The Rheological Behaviour of Cocoa Mass, Proceedings of the 3rd

International

Symosium on Food Rheology and Structure, EURORHEO 2003,443-444, Zurich, Swiss

88. Farzahnmehr H., Abbasi S., (2009): Effects of inulin and bulking agents on some

physicochemical, textural and sensory properties of milk chocolate, J Text. Stud., 40,

536-553.

89. Afoakwa E.O., Paterson A., Fower M., (2008): Effects of particle size distribution and

composition on rheologial properties of dark chocolate, Eur Food Res Technol 226 (6),

1259-1268.

90. Sokmen A., Gunes G., (2006): Influence of some bulk sweeteners on reological

properties of chocolate, LWT, 39 1053-1058

91. Taylor J.E., Van Damme M.L., Johns M.L., Routh A.F., Wilson D.I.,(2009): Shear

Rheology of Molten Crumb Chocolate, Jurnal of Food Science, vol 74, Nr 2, E55-E61.

92. Schantz B., Rohm H., (2005): Influence of lecithin – PGPR blends on the rheological

properties of chocolate, LWT, 38, 41-45.

93. Schantz B., Linke L., Rohm H. (2003): Effect of Different Emulsifiers on Rheological

and Physical Properties of Chocolate, Proceedings of the 3rd

International Symosium on

Food Rheology and Structure, EURORHEO 2003,329-333, Zurich, Swiss


[187]

94. Mezger T.G. (2002). The rheology Handbook, Vincentz Verlag, Hannover

95. Schramm G. (2000). A practical approach to rheology and rheometry, Gebrueder

HAAKE GmbH, Karlsruhe

96. Van Den Enden J.C., Rossell J.B., Vermaas L.F., Waddington D. (1982): Determination

of the Solid Fat Content of Hard Confectionery Butters, JAOCS, 59, 10, 433-439.

97. Nillson J. (1986): Measuring Solid Fat Content, The Manufact. Confectioner, 5, 88-91

98. Leissner R., Hogenbrik G., Nilsson J., Petersson B., Alander J., Helmbring G., Stenmyr

C., Linghede M., Gunnerdal J. (1997): Cocoa Butter Alternatives, Karlshmans Oils and

Fats, Academy, Sweden, 102-11

99. Petersson B., Anjou K. and Sandstrom L.(1985): Pulsed NMR Method for Solid Fat

Content Determination in Tempering Fats, Part I: Cocoa Butters and Equivalents, Fette

Seifen Anstrichmittel, 6, 225-229

100. Petersson B.(1986): Pulsed NMR Method for Solid Fat Content Determination in

Tempering Fats, Part II: Cocoa Butters and Equivalents in Blends with Milk Fat, Fette

Seifen Anstrichmittel, 4,128-136

101. Shukla V.K.S., Goudappel G.J., Gribnau M.C.M., van Doynhoven J. (1999): Solid fat

content determination by NMR, INFORM, 10, 479-484

102. Stoiljković D., Pilić B. (2007): Struktura i svojstva polimernih materijala. Katedra za

inţinjerstvo materijala, Tehnološki fakultet, Novi Sad

103. BS5098:1985: Glossary of therms relathing to senzory analysis of food, BSI, London

104. Radovanović R., Popov-Raljić J., (2000/2001): Senzorna analiza prhrambenih proizvoda,

Poljoprivredni fakultet, Univerzitet u Beogradu

105. ISO 11036:1994E Senzory analysis-Methodology- texture profil

106. ISO 11036:1994E: Senzory analysis- Methodology- texture

107. Pajin B., (2009): Praktikum iz tehnologije konditorskih proizvoda, Tehnološki fakultet,

Novi Sad, Srbija.

108. ISO (2008). International Organization for Standardization. Sensory analysis, ISO 8586-2

109. Busfield W.K., Proschago P.N. (1990). Thermal analysis of palm stearin by DSC. J. Am.

Oil Chem. Soc 67 (3), 171-175.

optimizacija parametara proizvodnje …chocolatescience.rs/danica.pdf · prehrambena tehnologija...

Documents