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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein neues Verfahren zur Herstellung von Schokolade. Die Erfindung
betrifft darüber
hinaus die Verwendung von Stempeln zum Formpressen von Schokolade.
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Schokolade ist zweifellos eine der
beliebtesten Arten von Süssigkeiten.
Dies spiegelt sich in den enormen Mengen konsumierter Schokolade
wider. Im Jahr 1989 war die konsumierte Menge pro Person durchschnittlich
6,9 kg, was sich jedes Jahr auf mehrere Hunderttausend Tonnen aufsummiert.
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Angesichts dieser riesigen Mengen
von Schokolade versucht die Industrie andauernd, existierende Verfahren
zur Schokoladenherstellung zu verbessern oder neue Herstellungsverfahren
zu erfinden. Die treibende Kraft hinter solchen Forschungs- und
Entwicklungsaktivitäten
ist der Bedarf nach schnellen und einfachen Herstellungsverfahren,
welche die Herstellung von Schokolade hoher Qualität erlauben.
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Es ist wohlbekannt im Gebiet der
Schokoladenherstellung, dass die nach dem Conchieren erhaltene Schokoladenmasse
nicht einfach geschmolzen und in Form gegossen werden kann, denn
dies würde
Schokolade ohne Glanz und einer schlechten Textur ergeben, die für Konsumenten
inakzeptabel ist. Um Schokolade hoher Qualität herzustellen, erwies es sich
als unverzichtbar, die aus dem Conchieren resultierende Schokoladenmasse
einer sogenannten Temperierungsbehandlung zu unterziehen. Die Temperierung
stellt sicher, dass vor der letztlichen Formgebung der Schokolade
fast keine andere Modifikation der polymorphen Kakaobutter als die stabilste
(meistens als die β2-Modifikation bezeichnet) vorliegt. Nur
geformte Schokolade, wie beispielsweise ein Schokoladenriegel, die
der Temperierungsbehandlung von oben unterzogen wurde, besitzt das
charakteristische "Knacken" (beim Brechen des
Schokoladenriegels), entwickelt keine Fettränder und besitzt eine lange
Lagerfähigkeit.
Zusätzlich
führt eine
solche Temperierungsbehandlung zu einer Kontraktion der Schokolade,
so dass die geformte Schokolade sich leicht von den Wänden des
Formwerkzeugs löst,
was zu einer Vereinfachung des Herstellungsverfahrens führt. Aus
diesem Grund kann der Temperierungsschritt als essentiell für die Herstellung
von Schokolade hoher Qualität
angesehen werden.
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Im Prinzip umfasst die Temperierungsbehandlung,
so wie sie im Fachgebiet bekannt ist, einen Kühlungsschritt und einen Erwärmungsschritt.
Im Kühlungsschritt
bilden sich Kristallkeime mit unterschiedlichen Modifikationen,
und im Erwärmungsschritt
werden die Kristallkeime mit unvorteilhaften Modifikationen, d.h.
mit einer anderen als der β2-Modifikation, wieder geschmolzen. Als Ergebnis
der herkömmlichen
Temperierungsbehandlung wird eine fließfähige Schokoladenmasse erhalten,
welche dann in ein Hohlformwerkzeug gegossen werden kann, welches
aufgewärmt
werden kann. Nach dem Eingießen
werden die mit Schokolade gefüllten Formwerkzeuge
durch einen Kühlungstunnel
transportiert, wo sie durch Konvektion in einem Luftstrom auf Raumtemperatur
abgekühlt
werden. Die Verweilzeit in diesen Tunneln ist üblicherweise im Bereich von
20 Minuten. An die Kühlung
schließt
sich ein Entfernen aus dem Formwerkzeug und Einpacken der Täfelchen
an.
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Trotz des guten Aussehens der hergestellten Schokolade,
insbesondere ihrer attraktiven, glänzenden Oberfläche, sind
die Erfordernisse von Kühltunneln,
die viel Zeit und Raum verbrauchen, im herkömmlichen Verfahren unvorteilhaft.
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Folglich bestand eine starke Nachfrage
nach einem schnelleren und einfacheren Verfahren für die Herstellung
von Schokolade hoher Qualität.
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Ein Ansatz in dieser Richtung ist
in GB 2 186 476 offenbart. Diese Patentanmeldung betrifft ein Verfahren
zur Temperierung eßbarer
Zusammensetzungen, wie beispielsweise Schokolade. In diesem Verfahren
wird flüssige
Schokolade in einem vollständig
enttemperierten (d.h. nicht temperierten) Zustand in einen ersten
Wärmeaustauscher
gepumpt, wo die Temperatur auf 34°C ± 1°C verringert
wird, und nachfolgend in einen zweiten Wärmeaustauscher mit einer Temperatur
von etwa 25°C.
Während der
Temperierungsbehandlung wird die Viskosität der Schokoladenmasse mit
Hilfe von Online-Viskosimetern kontrolliert. Auf diese Weise ist
es möglich, Schokolade
in einer Form mit einer tonartigen Konsistenz und geeignet für die Extrusion
herzustellen.
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Darüber hinaus ist das beschriebene
Verfahren schnell und einfach. Die auf diese Weise hergestellte
Schokolade hat jedoch ein schlechtes Aussehen der Oberfläche, insbesondere
einen geringen Glanz und genügt
als solche nicht den Qualitätsstandards.
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Ein weiteres Verfahren abseits vom
traditionellen Verfahren wird in GB 2 306 289 A und
EP 0 776 608 A beschrieben.
Diese Patentanmeldungen offenbaren ein Verfahren, worin fetthaltiges
Süßwarenmaterial,
wie Schokolade, unter dem Einfluß von Druck extrudiert wird
und dadurch geformt wird, dass das extrudierte Produkt durch den
Walzenspalt eines Paars von sich gegenläufig drehenden Walzen, die entlang
ihres Umfangs mit entsprechenden Vertiefungen versehen sind, hindurchgeführt wird.
Die resultierenden Schokoladenprodukte sollen eine attraktive, glatte
Oberfläche
haben. In diesem Verfahren werden jedoch Knöpfe fertiger Schokolade als Ausgangsmaterial
verwendet. Dies bedeutet, dass die zuvor beschriebene Extrusion
und Formgebung einen weiteren Schritt darstellt, der zum herkömmlichen
Schokoladenherstellungsverfahren hinzugefügt werden muß. Folglich
ist das in den obigen Patentanmeldungen beschriebene Verfahren keineswegs
eine schnellere und einfachere Alternative zu den herkömmlichen
Verfahren.
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Ein Verfahren zum Formpressen von
Schokoladenhüllen
direkt aus temperierter Schokolade ist aus EP A 0 920 810 bekannt.
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Es ist folglich ein erfindungsgemässes Ziel, ein
Verfahren zur Herstellung von Schokolade zur Verfügung zu
stellen, das schneller und einfacher ist als bekannte Verfahren
und welches darüber
hinaus Schokolade hoher Qualität
mit einer attraktiven Oberfläche
liefert.
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Dieses Ziel wird erreicht durch das
erfindungsgemässe
Herstellungsverfahren, wobei flüssige
Schokoladenmasse temperiert, unterkühlt und formgepresst wird.
Gemäss
anderen Aspekten ist die vorliegende Erfindung auf die Verwendung
von Presswerkzeugen und Stempeln zum Formen von Schokolade gerichtet.
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Das Ausgangsmaterial für das erfindungsgemässe Verfahren
ist flüssige
Schokoladenmasse einer herkömmlichen
Zusammensetzung. Das heißt, alle
Typen herkömmlicher
Schokolade können
verwendet werden, einschließlich
weißer
Schokolade, Milchschokolade oder Bitterschokolade.
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Eine typische, weiße Schokolade
umfasst beispielsweise 40 bis 55 Gew.-% Zucker, 20 bis 40 Gew.-%
Vollmilchpulver und 20 bis 30 Gew.-% Kakaobutter. Eine typische
Milchschokolade umfasst 40 bis 55 Gew.-%, 20 bis 35 Gew.-% Vollmilchpulver,
10 bis 25 Gew.-% Kakaobutter und 6 bis 25 Gew.-% Kakaomasse. Eine
typische Bitterschokolade umfasst 45 bis 60 Gew.-%, 0 bis 15 Gew.-%
Kakaobutter und 26 bis 50 Gew.-% Kakaomasse.
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Die flüssige Schokoladenmasse wird üblicherweise
wie folgt hergestellt: Eine conchierte Schokoladenmasse der obigen
Zusammensetzung wird unter Erhalt einer klaren Schmelze unter Rühren erwärmt. Im
Prinzip gibt es keine Beschränkungen hinsichtlich
der anzuwenden Temperatur, solange eine klare Schmelze erhalten
wird. Um Energie einzusparen, werden jedoch üblicherweise Temperaturen von
40 bis 50°C
gewählt.
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Zum Temperieren kann im vorliegenden
Verfahren jede Temperierungsbehandlung angewandt werden. Die Temperierung
umfasst jedoch vorzugsweise einen Kühlungs- und einen Erwärmungsschritt.
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Im erfindungsgemässen Kühlungsschritt wird die flüssige Schokolade
vorzugsweise auf eine Temperatur von 20 bis 31°C gekühlt und dabei gehalten. Die
zu wählende
Temperatur hängt
stark vom Typ und der Zusammensetzung der Schokolade ab, die der
Temperierungsbehandlung unterzogen wird. So reichen typische Kühlungstemperaturen
von Milchschokolade von 25 bis 30°C,
vorzugsweise 26 bis 28°C,
während
diejenigen von Bitterschokolade im Bereich von 26 bis 31°C, vorzugsweise
27 bis 29°C
liegen, und diejenigen von weißer
Schokolade im Bereich von 22 bis 28°C, vorzugsweise 24 bis 26°C. Es wird
vermutet, dass der Anteil von Milchfett einen Einfluß auf die
geeignete Temperatur besitzt.
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Der Kühlungsschritt, dessen Hauptzweck
es ist, Kristalle von Kakaobutter in der Schokoladenmasse zu bilden,
kann in jeder Temperierungsvorrichtung durchgeführt werden, Vorrichtungen für den kontinuierlichen
Betrieb sind jedoch bevorzugt. Typische Verweilzeiten in diesen
Vorrichtungen sind 30 s bis 1 min. Um zu verhindern, dass die Kakaobutterkristalle
zu groß werden,
wird die Masse Scherkräften
ausgesetzt. Die entsprechend Bewegung der Masse hilft auch dabei,
Temperaturunterschiede in der Schokoladenmasse auszugleichen.
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Vor der vorliegenden Erfindung war
es allgemeines Verständnis
im Fachgebiet, dass ein Kristallisationsgrad von etwa 0,5 bis 1%
während
des Kühlungsschritts
nicht überschritten
werden sollte, weil andernfalls die temperierte Schokoladenmasse
(d.h. nach dem nachstehend beschriebenen Wiedererwärmungsschritt)
möglicherweise
keine ausreichende Fließfähigkeit
für den
sich an die Temperierung anschliessenden Formungsschritt besitzt.
Wie nachstehend beschrieben wird, kann dieser Wert von etwa 0,5
bis 1% im erfindungsgemässen
Verfahren überschritten
werden.
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Erfindungsgemäss wird der so genannte "Temperierungsgrad" zur Messung des
Kristallisationsgrades verwendet, da dieser das im Fachgebiet der
Schokoladenherstellung gewöhnlich
verwendete Maß ist.
Genau genommen ist "Temperierungsgrad", wie hierin verwendet,
ein Maß für die Zahl,
Größe und Verteilung
der innerhalb der Schokoladenmasse vorliegenden Fettkristalle.
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Um den Temperierungsgrad zu bestimmen, wird
die Kurve der Kühlungsgeschwindigkeit
einer vorkristallisierten Schokoladenmasse verfolgt. Das heißt, die
Temperatur der Probe der Schokoladenmasse wird als Funktion der
Zeit aufgetragen, wobei dem System eine konstante Wärmemenge
entzogen wird.
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Der Temperierungsgrad wird dann auf
Basis des erhaltenen Graphen bestimmt. Kommerzielle Tempermeter,
d.h. Vorrichtungen für
die Messung des Temperierungsgrades unter Verwendung des Prinzips
von oben, klassifizieren den erhaltenen Meßwert in einer Skala des Temperierungsgrades, die
von 1 bis 9 reicht. Je höher
die Zahl, desto größer ist
die Zahl und Größe von Fettkristallen
in der Schokoladenmasse. Da diese Zunahme der Zahl und Größe normalerweise
von einem Viskositätsanstieg
begleitet wird, wurden gelegentlich Online-Viskositätsmessungen
zur Kontrolle der Kristallisation (vgl. GB 2 186 476) und somit
für die
Bestimmung des Temperierungsgrades ausgenutzt. Im erfindungsgemässen Verfahren
ist jedoch die Bestimmung des Temperierungsgrades mit Hilfe eines
Tempermeters bevorzugt.
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Die Erfinder haben festgestellt,
dass die Temperatur kein geeigneter Parameter für die Kontrolle der Kristallisation
ist, sobald ein bestimmter Schokoladentyp gewählt wurde, da die Kristallisation üblicherweise
unter isothermen Bedingungen durchgeführt wird, welche häufig Kühlung erfordern.
Das heißt,
unter isothermen Bedingungen wird Kristallisationswärme durch
Kühlung
der Schokoladenmasse von außen
entfernt. Folglich ist es primär
der Grad der Kühlung,
welcher entscheidend ist zur Erzielung der Kristallisationskontrolle.
Im erfindungsgemässen Verfahren
ist der Grad der Kühlung
im Temperierungsschritt vorzugsweise so, dass der Temperierungsgrad
der Schokoladenmasse etwa 5 ist, welches ein ähnlicher Temperierungsgrad
ist, wie er im herkömmlichen
Verfahren erwünscht
ist. Erfindungsgemäss
kann der Temperierungsgrad jedoch auch höher sein, wie > 5 und sogar ≥ 7. Tatsächlich gibt
es keine Obergrenze für
den in diesem Schritt erzielten Temperierungsgrad, so lange eine
ausreichende Pumpfähigkeit
und Transportfähigkeit,
z.B. mit Hilfe von geeigneten Pumpen oder Schneckenförderern, sichergestellt
ist. Eine zu hohe Temperierung ist, wenn sie auch keine grundsätzliche
Schranke ist, in diesem Schritt nicht vorteilhaft, da sich auch
unerwünschte
Kristallmodifikationen bilden, die im folgenden Schritt (siehe unten)
wieder geschmolzen werden müssen.
Es ist festzustellen, dass eine Schokoladenmasse mit einem Temperierungsgrad,
der viel höher
als 5 ist, im herkömmlichen
Verfahren verworfen worden wäre.
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Im Erwärmungsschritt der erfindungsgemäßen Temperierungsbehandlung
wird die Schokoladenmasse wieder aufgewärmt. Dies ist, wie festgestellt
wurde, notwendig, weil sich während
des Kühlungsschritts,
wie oben beschrieben, nicht nur Kristalle mit der gewünschten β2-Modifikation,
sondern auch instabilere Kristallmodifikationen bilden. Da diese
Modifikationen dem Schokoladenendprodukt nachteilige Eigenschaften
verleihen, wie oben angege ben, besteht ein Bedarf, diese unerwünschten Kristallmodifikationen
wieder zu schmelzen, so dass möglicherweise
alle verbleibenden Kristallkeime in der β2-Modifikation
vorliegen. In der Praxis wird die im Kühlungsschritt von oben erhaltene
Schokoladenmasse vorzugsweise auf eine Temperatur erwärmt, die
von 25 bis 34°C
reicht. Mehr bevorzugt ist die im Erwärmungsschritt erreichte Temperatur
2 bis 5°C über der
Temperatur des Kühlungsschritts.
Wiederum hängt
die geeignete Temperatur von dem verwendeten Schokoladentyp ab.
So sind geeignete Temperaturen des Erwärmungsschritts für weiße Schokolade
im Bereich von 26 bis 30°C,
vorzugsweise 27 bis 29°C,
für Milchschokolade
im Bereich von 27 bis 33°C,
vorzugsweise 29 bis 31°C,
und für
Bitterschokolade im Bereich von 30 bis 34°C, vorzugsweise 31 bis 33°C.
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Der Erwärmungsschritt kann in derselben Temperierungsvorrichtung
durchgeführt
werden, wie sie im vorhergehenden Kühlungsschritt verwendet wurde,
welche vorzugsweise eine Vorrichtung für den kontinuierlichen Betrieb
ist. Ebenso kann die Kühlung im
abströmseitigen
Bereich einer solchen kontinuierlichen Temperierungsvorrichtung
durchgeführt
werden. Sie kann jedoch ebenso in einer getrennten Vorrichtung durchgeführt werden.
Typische Verweilzeiten in diesen Vorrichtungen sind 30 s bis 1 min.
Was das verwendete Heizmedium angeht, kann seine Temperatur geeignet
gewählt
werden, abhängig
vom Temperierungsgrad, der im vorhergehenden Kühlungsschritt erzielt wurde,
weil die Zahl der Kristalle unerwünschter Modifikationen, die
im vorliegenden Schritt wieder geschmolzen werden müssen, ebenso mit
dem Temperierungsgrad zunimmt.
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Bei Beendigung der Temperierung liegen vorzugsweise
nur Kristallkeime in β2-Modifikation in der Schokoladenmasse vor.
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Während
im Verfahren des Standes der Technik auf die Temperierung direkt
ein Gießschritt folgt,
verwendet das vorliegende Verfahren an seiner Stelle einen Unterkühlungsschritt.
Dieser Unterkühlungsschritt
wird erfindungsgemäss
durchgeführt,
um die Schokoladenmasse mit den rheologischen Eigenschaften auszustatten,
die für
den Formpreßschritt erforderlich
sind. Das heißt,
der Unterkühlungsschritt führt vorzugsweise
zu einer zähen
und/oder leimartigen, mehr bevorzugt nicht-flüssigen Schokoladenmasse.
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Während
der Unterkühlung
wachsen die während
des Temperierungsschritts gebildeten Fettkristallkeime, und sie
agglomerieren unter Bildung großer
Cluster und wahrscheinlich einer Netzwerkstruktur. Dieser Prozeß wird begleitet
von einem weiteren Viskositätsanstieg,
der durch einen größeren Temperierungsgrad
widergespiegelt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen For mungsverfahren
können jedoch
in dieser Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens höhere Viskositäten erzielt
werden. Genau genommen, wird die Schokoladenmasse, welche die Unterkühlungsstufe
verläßt, dem
Formpressen unterzogen, wohingegen das Gießen von Schokoladenmasse üblicherweise
eine niedrige Viskosität
der Schokoladenmasse erfordert, um Fließfähigkeit zu erzielen. Zusätzlich ist
die Agglomeration von Fettkristallen vorteilhaft im Hinblick auf
die "Knack"-Eigenschaft des
geformten Schokoladenprodukts beim Brechen.
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Der im Unterkühlungsschritt erhaltene Temperierungsgrad
ist nicht besonders beschränkt,
und die viskose Schokoladenmasse kann einen Temperierungsgrad von ≥ 5 haben.
Wie oben angegeben, wird die Kristallisation herkömmlich unter
isothermen Bedingungen durchgeführt,
und die Menge der Energie, die dem System durch Kühlung entzogen
wird, ist ein Mittel zur Kontrolle der Kristallisation. So wird im
erfindungsgemässen
Unterkühlungsschritt
ein Teil oder vorzugsweise der gesamte Rest der Fettphase kristallisiert.
Eine zu starke (schnelle) Kühlung
kann zu einer falschen Kristallmodifikation, d.h. einer anderen
als der β2-Modifikation, führen, was anschliessend ein
brüchiges
Schokoladenprodukt liefert, das den Qualitätsstandards des Marktes nicht
genügen würde. Folglich
sollte die Intensität
der Kühlung
geeignet eingestellt werden, um ein viskoses Material zu erhalten,
vergleichbar einem Nudelteig, das durch eine Öffnung gepresst werden kann
und durch geeignete Mittel geformt werden kann.
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Im Unterkühlungsschritt wird, ähnlich zum Kühlungsschritt
beim Tempern von oben, eine Scherkraft auf die Schokoladenmasse
ausgeübt.
Diese verhindert, dass die Kristalle zu groß werden und vermeidet so eine
zu hohe Viskosität
der Schokoladenmasse, welche dieselbe sogar für das Formpressen ungeeignet
machen könnte.
Zusätzlich
ist das Ausüben
einer Scherkraft geeignet zum Vermischen und Mischen der Schokoladenmasse,
und so wird ein angemessener Wärmetransfer
durch die Masse sichergestellt.
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Die Unterkühlung wird in einer beliebigen Vorrichtung
durchgeführt,
die Wärme
entfernen kann und eine Scherkraft auf die Schokoladenmasse ausüben kann.
Beispielsweise kann ein Extruder mit einem Wärmeaustauschmantel oder einem
Oberflächen-Kratz-Wärmeaustauscher
verwendet werden. So kann es möglich
sein, dieselbe Temperierungsvorrichtung zu benutzen, die in der
vorhergehenden Temperierungsstufe verwendet wurde, möglicherweise
in einem abströmseitigen
Teil dieser Vorrichtung im Fall des kontinuierlichen Betriebs. In
einer Ausführungsform
wird die temperierte Schokoladenmasse mit Hilfe einer Pumpe zu einem
Oberflächen-Kratz-Wärmeaustauscher
transpor tiert. Jeder herkömmliche
Typ kann zu diesem Zweck verwendet werden, insbesondere eine Drehschieberpumpe, eine
Exzenterschraubenpumpe sowie eine Membranpumpe, wie beispielsweise
eine Schlauchmembranpumpe.
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Die Unterkühlung kann unter Verwendung von
Kühlungsmedien
mit einer Temperatur von –15 bis
5°C durchgeführt werden.
Es gibt keine Einschränkung
im Hinblick auf geeignete Kühlmedien, und
alle im Gebiet der Kühlung
bekannten Verbindungen können
verwendet werden.
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Pumpen dieser Typen können im
allgemeinen im erfindungsgemässen
Verfahren verwendet werden, immer wenn Schokoladenmasse zu einer anderen
Vorrichtung transportiert werden muß. Schneckenförderer können ebenso
benutzt werden. Allerdings versteht sich, dass die Transportmittel,
die in diesem Verfahren verwendet werden, in keiner Weise darauf
beschränkt
sind.
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Die so erhaltene Schokoladenmasse
verläßt die Vorrichtung
zum Unterkühlen
durch einen Auslaß,
wie beispielsweise eine Öffnung.
In einer erfindungsgemässen
Ausführungsform
wird der Unterkühlungsschritt
in einem Extruder durchgeführt,
der ein Extruder vom Schnecken-Typ oder vom Kolben-Typ sein kann.
In diesem Fall wird die Schokoladenmasse im Anschluß an den
Unterkühlungsschritt durch
die Extrusionsdüse
gepresst.
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Beim Verlassen des Apparats nach
dem Unterkühlen
ist das Aussehen der Oberflächen
der viskosen Schokoladenmasse sehr matt und trübe und im allgemeinen nicht
ausreichend, die Akzeptanz des Verbrauchers zu finden. Im Verlauf
ihrer Studien haben die Erfinder festgestellt, dass das Formpressen der
Schokolade diesen Nachteil beseitigt. Im allgemeinen kann jedes
Presswerkzeug für
das erfindungsgemässe
Formpressen verwendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, Stempel,
insbesondere gekühlte
Stempel, zu verwenden. Die Stempel können aus hochlegiertem Stahl,
wie Chrom-, Nickel- und Molybdänstahl
gefertigt sein. Außerdem
können
solche Presswerkzeuge, wie sie in
DE 197 48 370 A für das Formen von Seife beschrieben
sind, die einen Plastikeinsatz tragen, ebenso verwendet werden.
Presswerkzeuge dieser Art können
einen Teil geeigneter mechanischer oder hydraulischer Pressen bilden.
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Obwohl die Form der Formwerkzeuge
für die Verwendung
in den Presswerkzeugen nicht besonders beschränkt ist, kann ihre Form so
gewählt
werden, wie sie für
die Formung von Schokoladentafeln und -stücken sowie auch anderen Formen
benötigt wird.