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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schokolademassen,
bei dem ein Milchtrockenprodukt zusammen mit anderen Zutaten in
einem Mahlbehälter mit in diesem befindlichen Mahlkörpern
vermahlen wird.
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Milchschokolade
besteht im Wesentlichen aus Zutaten wie (Kristall-)Zucker, Kakaomasse,
Kakaobutter und Milchpulver. Statt Zucker kommen auch Zuckeraustauschstoffe
zum Einsatz. Außerdem gibt es so genannte Dunkelschokoladen,
die keinen oder nur einen geringeren Milchanteil aufweisen oder aber
so genannte „weiße Schokoladen”, bei
denen zwar Kakaobutter aber keine Kakaomasse zugesetzt wird.
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Bei
der Herstellung von Schokoladen ist die Feinzerkleinerung dieser
Schokoladenkomponenten auf Partikelgrößen von
x90 < 15 bis < 30 μm
wichtig, was bedeutet, dass 90 Volumen-% der Partikel kleiner als
die genannten Werte sind. Bei dieser Feinheit wird Schokolade im
Mund als zart und mit angenehmem Schmelz empfunden.
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Dabei
ist es üblich, zunächst den (Kristall-)Zucker,
die Kakaomasse, einen Teil der Kakaobutter und das Milchpulver in
einem geeigneten Gerät miteinander zu vermischen und dann
dieses Gemenge für eine Zerkleinerung der Partikel zu mahlen. In
der industriellen Praxis wird bei hochwertigen Schokoladen das Mahlen
des Gemenges überwiegend mit Walzenreibmaschinen durchgeführt.
Dabei ist es üblich, in einer ersten Zerkleinerungsstufe
das Gemenge über ein Zwei-Walzwerk vorzuzerkleinern und
das entsprechend vorzerkleinerte Ge menge anschließend auf
einem Fünf-Walzwerk auf eine endgültige Feinheit
zu bringen.
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Das
endzerkleinerte Gemenge verlässt das Fünf-Walzwerk
als flockiges, rieselfähiges Pulver mit der gewünschten
Partikelgröße. Abschließend wird dieses
Pulver in eine Conche gegeben, wo es – gegebenenfalls unter
Zugabe von zusätzlichen Geschmacksstoffen, von weiterer
Kakaobutter – und von Emulgatoren – zu einer fertigen
flüssigen Schokoladenmasse verarbeitet wird.
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In
der genannten Conche werden Partikelagglomerationen aufgebrochen
und das vorhandene Fett freigesetzt, das außer in der Kakaobutter
auch im Milchpulver vorhanden ist. Durch eine entsprechende Temperaturführung
und Belüftung der Masse wird beim Conchieren Wasser entfernt,
so dass die Feuchte der Masse von ursprünglichen ca. 1,0–1,5% auf
weniger als 0,6% sinkt. In diesem Zusammenhang ist es notwendig
zu wissen, dass schon geringe Mengen an Wasser die Viskosität
der Schokoladenschmelze in unerwünschter Weise erhöhen
kann.
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Um
das Austreten von Wasser und flüchtigen organischen Bestandteilen
in einer Conche schnell und vollständig durchführen
zu können, ist es notwendig, dass der Conche das zerkleinerte
Gemenge in Form von Pulver zugeführt wird, das eine große spezifische
Oberfläche hat. Die wie oben beschrieben hierfür
benutzten Walzwerke sind aber recht aufwändig konstruierte,
damit komplizierte und auch in der Anschaffung entsprechend teure
Maschinen.
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Außerdem
können solche Walzwerke als offene Systeme grundsätzlich
zu Produktverlusten führen und bringen eventuell auch Hygieneprobleme
mit sich. Weiterhin haben diese offenen Systeme den Nachteil, dass
die gewalzte Ware Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnehmen kann.
Schließlich sind derart offene Systeme grundsätzlich
auch mit Sicherheitsproblemen für das Bedienpersonal belastet.
Einigen dieser Probleme versucht man durch Einhausungen der Walzwerke
zu begegnen, was aber die Maschinen weiter verteuert.
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Die
abschließend eingesetzten Conchen sind zum einen relativ
teure Geräte. Außerdem arbeiten diese Conchen
in der Regel nur batchweise, wobei insbesondere lange Conchierzeiten
zu besonders hochwertigen Schokoladen führen. Der Durchsatz durch
die Conchen ist somit beschränkt und kann ohne unerwünschten
Qualitätsverlust nicht beliebig erhöht werden.
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Jetzt
ist es allerdings auch bekannt, statt Walzwerke zu benutzen, um
die Zutaten von Schokoladen zu zerkleinern, diese in einem Mahlbehälter
mit in diesem befindlichen Mahlkörpern zu vermahlen, insbesondere
in einer Rührwerkskugelmühle.
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In
einer solchen Rührwerkskugelmühle ist aber das
Erreichen des pulverigen Zustandes der Schokoladenkomponenten, wie
es oben beschrieben wurde, unerwünscht. In Rührwerkskugelmühlen muss
ein Produkt nämlich pumpfähig sein. Bei den kleinen
Partikelgrößen, wie sie oben für hochwertige Schokoladen
angegeben werden, ist dies mit angestrebten niedrigen Gesamtfettgehalten
aufgrund der großen spezifischen Oberfläche nicht
möglich.
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Um
den pulverigen Zustand der Masse in der Kugelmühle zu verhindern,
werden demgemäß entweder bei niedrigen Fettgehalten
größere Partikel in Kauf genommen oder es wird
bei kleinen Partikelgrößen eine höhere
Menge an Fett zugesetzt.
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Größere
Partikel, die insbesondere im US-amerikanischen Bereich gewählt
werden, haben sensorische Nachteile. Mit diesen kann insbesondere
der nach europäischen Ansprüchen gewünschte „zarte
Schmelz” nicht erreicht werden, vielmehr werden Schokoladen
mit solchen größeren Partikeln als „sandig” wahrgenommen.
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Die
Erhöhung des Fettanteiles bringt dementgegen erhebliche
finanzielle Nachteile mit sich, da hierfür, insbesondere
im europäischen Raum, Kakaobutter zu verwenden ist, die
sehr teuer ist.
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Beide
Wege haben dabei den Nachteil, dass das Erreichen eines niedrigen
Wassergehaltes beim Endprodukt, wie er insbesondere auch durch das Conchieren
bei hochwertigen Schokoladen angestrebt wird, nur noch schwer zu
erreichen ist. Die in einer Kugelmühle auch am Ende noch
benötigte Pumpfähigkeit der durch diese hindurch
bewegten Masse ist ein Zeichen dafür, dass alle in der
Masse vorhandenen Partikel mit Fett überzogen sind, wobei dieser
Fettfilm aber das für den niedrigen Wassergehalt notwendige
Austreten von Wasser aus den Partikeln verhindert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben
zur Herstellung von Schokolade unter Verwendung eines Mahlbehälters mit
in diesem befindlichen Mahlkörpern, das zu einer hochwertigen
Schokolade führt mit geringer Partikelgröße
und niedrigem Fettgehalt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das Milchtrockenprodukt, das eine Zutat der Schokoladenmasse
ist, eine Restfeuchte unterhalb einer Gleichgewichtsfeuchte bei
Umgebungsbedingungen aufweist.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der wesentliche Anteil
der bei der Herstellung von Schokolade aus der Masse zu entfernenden Feuchtigkeit üblicherweise
durch das der Schokoladenmasse zugesetzte Milchtrockenprodukt in
Form von Milchpulver zugeführt wird.
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Milchpulver
hat unter günstigen Lager- und Umgebungsbedingungen von
etwa 20°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit normalerweise
eine Gleichgewichtsfeuchte von etwa 4%. Dieser Restwassergehalt
wird bei den verschiedensten Herstellungsverfahren von Milchpulver
erreicht, bei denen Milch durch Verdampfen und nachfolgendes Trocknen
das Wasser entzogen wird. Hierfür gibt es verschiedene großtechnisch
angewandte Verfahren wie Walzentrocknung, Sprühtrocknung
oder Gefriertrocknung, die alle zu einem Endwassergehalt von ca.
3 bis 5% führen. Außer Milchpulver sollen im Rahmen
der vorliegenden Erfindung unter Milchtrockenprodukten alle Trockenerzeugnisse
verstanden werden, die aus Milch, Molke, Ultrafiltrationspermeat
und ähnlichen Rohstoffen gewonnen werden und Laktose enthalten.
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Bei
einer deutlich unterhalb der oben diskutierten Gleichgewichtsfeuchte
liegenden Restfeuchte von ca. 1% für das Milchtrockenprodukt
ist zusammen mit den übrigen, normalerweise wasserfreien oder
wasserarmen weiteren Zutaten in der letztendlich erreichten Schokoladenmasse
ein Wassergehalt von weniger als 0,6% zu erreichen, ohne dass hierfür ein
separater Vorgang zum Austragen von Wasser vorgesehen werden muss,
wie er üblicherweise in eine Conche durchgeführt
wird.
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Wie
ein Milchtrockenprodukt mit einer Restfeuchte von ca. 1% oder weniger
hergestellt wird, ist dabei aus der
DE 10 2006 033 012 oder der
EP 1 880 615 bekannt. Das
gemäß diesen Druckschriften hergestellte Trockenprodukt
soll dabei zwar auch bei der Herstellung von Schokolade verwandt
werden. Als Herstellungsverfahren wird hierbei allerdings ein Verfahren
mit einem abschließenden Conchieren vorgesehen.
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Überraschenderweise
wurde nun festgestellt, dass ein niedriger Wassergehalt, wie er
bei einer Schokoladenmasse vorliegt, die mit einem Milchtrockenprodukt
erfindungsgemäß hergestellt wird, die rheologischen
Eigenschaften der Schokoladenmasse, die in einem Mahlbehälter
mit in diesem befindlichen Mahlkörpern, wie einer Kugelmühle,
vermahlen wird, so verändert, dass sie auch am Ende des
Mahlvorganges, wenn die Partikel die in Europa für hochwertige
Schokoladen erwünschte Partikelgröße
haben, noch bei Fettgehalten pumpfähig ist, wie sie bisher
lediglich bei Schokoladenmassen bekannt waren, bei denen Walzwerke
und Conchen zum Einsatz kommen.
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Insbesondere
kann das erfindungsgemäße Verfahren somit auch
bei Schokoladenmassen zur Anwendung kommen, die einen Gesamtfettgehalt von
weniger als 32% haben.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird angestrebt, dass der Einsatz z. B. der Kugelmühle
zu einem sehr kleinen Spektrum von unterschiedlichen Partikelgrößen
führt (unimodule Partikelgrößenverteilung).
Hierbei liegt insbesondere nur ein sehr kleiner Anteil von Parti keln
mit sehr geringen Größen vor, die eine überproportional
hohe spezifische Oberfläche haben, die beim Mischen mit
Fett zu benetzen wäre.
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Bei
dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung hat sich
herausgestellt, dass die durch eine enge, unimodule Partikelgrößenverteilung
verminderte spezifische Oberfläche sich insbesondere auf das
Fließverhalten bei niedrigen Scherraten – ausgedrückt
durch die Fließgrenzen – positiv auswirkt.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird angestrebt, dass der Einsatz z. B. der Kugelmühle
zu einer bi- oder sogar multimodulen Partikelgrößenverteilung
führt. Dies bedeutet, dass neben einer dominierenden Fraktion
größerer Teilchen ein bestimmter Anteil kleinerer
Teilchen vorliegt. Es hat sich herausgestellt, dass dies eine Verbesserung
des gesamten Fließverhaltens – also auch bei höheren
Scherraten – mit sich bringt. In der eng gepackten Suspension
füllen nämlich die kleineren Teilchen die Lücken
zwischen den großen, so dass mehr freies Fett für
den Fließvorgang zu Verfügung steht.
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Es
sei diesbezüglich nur am Rande erwähnt, dass die
derzeit häufig eingesetzten Walzwerke bei günstiger
Prozessführung in der Regel ebenfalls eine bimodale Verteilung
erzeugen.
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Um
trotz der geringen Menge an Fettphase in der wie beschrieben hergestellten
Schokoladenmasse mit niedrigem Fettgehalt eine erwünscht
niedrige Viskosität zu erreichen, ist die Zugabe eines Emulgators
in rezepturüblicher Menge notwendig.
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Die
Zugabe des Emulgators kann sowohl vor als auch während
der Herstellung der Schokoladenmasse in dem Mahlbehälter
erfolgen. Es ist aber auch möglich, einen Emulgator erst
in einem Schritt nach dem genannten Mahlbehälter in die
Schokoladenmasse einzubringen.
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Um
die wie oben beschriebenen verschiedenen Typen der Partikelgrößenverteilung
zu erzeugen, werden folgende Wege vorgeschlagen: Mahlt man bei relativ
niedriger Viskosität, d. h. bei Endfettgehalt und in Anwesenheit
eines Emulgators, entsteht eine enge, unimodale Verteilung.
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Mahlt
man bei hoher Viskosität, d. h. gerade noch pumpfähiger
Masse, entsteht eine breitere, bei besonders günstiger
Verfahrensführung eine bimodale Partikelgrößenverteilung.
Die so erzeugte Masse mit bimodaler Partikelgrößenverteilung
weist insgesamt etwas günstigere Fließeigenschaften
auf, als eine Masse mit unimoduler Verteilung. Letztere zeigt jedoch
im Bereich niedriger Scherraten bessere Werte.
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Um
eine Masse mit bimodaler Partikelgrößenverteilung
zu erreichen, wird gemäß einer speziellen Ausgestaltung
der vorliegenden Anmeldung ein mehrstufiges Verfahren angewandt.
Dabei wird eine erste Teilmasse relativ niedriger Viskosität
zunächst auf eine Partikelgröße zerkleinert,
welche sensorisch gerade nicht mehr spürbar ist (< 20–30 μm,
unimodal). Eine zweite Teilmasse wird auf eine deutlich geringere
Partikelgröße zerkleinert (< 2–10 μm, ebenfalls
unimodal).
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Die
zweite Teilmasse kann als Teilstrom auch mittels weiterer Zerkleinerung
aus der ersten Teilmasse hergestellt werden.
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Beide
Teilmassen werden anschließend in einem bestimmten Verhältnis
gemischt, wobei die Teilmenge der feineren, zweiten Teilmasse geringer ist
als die Teilmenge der gröberen, ersten Teilmasse. Insbesondere
entspricht die Menge der gröberen, ersten Teilmasse zwischen
50 und 95% der Gesamtmasse mit bimodaler Partikelgrößenverteilung.
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Statt
einer Schokoladenmasse mit bimodaler Partikelgrößenverteilung
kann auf vergleichbare Weise mittels mehrerer Teilmengen mit unterschiedlichen
Partikelgrößen auch eine multimodale Partikelgrößenverteilung
erreicht werden, bei der für die Teilmasse der gröbsten
Teilmasse weiterhin die o. g. Randbedingung bzgl. ihres Anteils
an der Gesamtmasse gilt.
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Durch
die dargestellten gezielten Beeinflussungen der Partikelgrößenverteilungen
lassen sich insbesondere Schokoladenmassen für verschiedene Zwecke
herstellen. Sollen aus einer Schokoladenmasse beispielsweise Hohlkörper
oder Überzüge hergestellt werden, wird für
sie insbesondere eine gute Fließfähigkeit bei
niedrigen Scherraten gefordert. Hierfür empfiehlt sich
die Erzeugung einer unimodalen Verteilung.
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Für
viele andere Anwendungen und gute sensorische Eigenschaften wird
für eine Schokoladenmasse hingegen häufig niedrige
Viskosität bei verschiedensten Scherraten gefordert. Hierbei
ist dann vorzugsweise eine Schokoladenmasse mit einer bi- oder multimodalen
Verteilung der Partikelgröße zu erzeugen.
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Erfindungswesentlich
ist, dass das Endprodukt ohne die zeitaufwändige Verwendung
einer Conche erreicht wird. Es können also mit den bisher beschriebenen
Verfahren hochwertige Schokoladen unter Weglassung des hierfür
normalerweise vorgesehenen Conchierprozesses erzielt werden. Dies stellt
einen erheblichen Zeit- und damit auch Kostenvorteil dar.
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Voraussetzung
hierfür ist jedoch, dass die verwendeten Rohstoffe nicht
nur wasserarm sind, sondern auch ansonsten keine unerwünschten
Geschmacksstoffe mehr enthalten, welche im konventionellen Verfahren
durch das langwierige Trockenconchieren entfernt würde.
Insbesondere die Kakaomasse muss so vorbehandelt sein, dass sie
keine flüchtigen Säuren mehr enthält.
Die hierzu notwendigen Verfahren sind jedoch bekannt, praktisch
eingeführt und entsprechende Produkte am Markt erhältlich.
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Für
eine gleichmäßige Benetzung der Partikel mit Fett
und Emulgator ist es bei allen beschriebenen Verfahren notwendig,
hohe Scherkräfte in die Masse einzubringen. Dies kann sowohl
während der Zerkleinerung in dem Mahlbehälter
durch die dort vorhandenen Mahlkörper geschehen. Alternativ
bzw. ergänzend kann aber auch anschließend ein
Hochschermischer eingesetzt werden, der sowohl in einer diskontinuierlichen
als auch in einer kontinuierlich arbeitenden Version möglich
ist.
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Durch
die beschriebenen Verfahren ist es nun erstmals möglich,
mittels Mahlbehältern und in diesem befindlichen Mahlkörpern,
insbesondere also Kugelmühlen, hochwertige milchtrockenprodukthaltige
Schokoladenmassen mit einem niedrigen Fettgehalt von weniger als
32% herzustellen. Dies ist ein erheblicher Fortschritt, da mittels
derartiger Kugelmühlen bisher hergestellte Schokoladen
immer mit höheren Fettgehalten hergestellt wurden, als
sie bei der Anwendung der Walzen-Conchen-Technologie möglich
waren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006033012 [0021]
- - EP 1880615 [0021]