<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING behorende bij een
UITVINDINGSOCTROOIAANVRAGE ten name van : Verenigde Coöperatieve Melkindustrie Coberco B. A. gevestigd te :
Zutphen, Nederland voor : Melkpoeder ; werkwijze voor het bereiden daarvan ; werkwijze voor het bereiden van melkchocolade.
EMI1.1
- ------ Onder inroeping van het recht van voorrang op grond van octrooiaanvrage No. 8501878, ingediend in Nederland d. d. 28 juni 1985.
<Desc/Clms Page number 2>
De uitvinding heeft betrekking op een melkpoeder dat geschikt is als grondstof voor melkchocolade alsmede op een werkwijze voor het door sproeidrogen bereiden van een dergelijk melkpoeder en op een werkwijze voor het bereiden van melkchocolade.
Bij de bereiding van melkchocoladeprodukten worden deeltjes cacao, suiker en melkpoeder vermalen in een vetfase waarbij men de volgende drie processtappen kan onderscheiden :
1. verkleining van de deeltjes,
2. smaakverfijning,
3. vormen.
Tijdens de verkleining worden de vaste bestanddelen cacao, suiker en melkpoeder tezamen behandeld, dat wil zeggen blootgesteld aan maalwerking met het doel alle deeltjes zover te verkleinen, dat ze in het eindprodukt niet meer organoleptisch waarneembaar zijn. Dit houdt in, dat de maximum deeltjesgrootte wordt teruggebracht tot ongeveer 30-50 micrometer.
Tijdens het vormen moet de vrijwel gerede melkchocolade uiteraard aan een aantal criteria voldoen. Eén daarvan is, dat de vishosi- teit laag genoeg moet zijn om het vorm-proces goed te laten verlopen.
Het is gebruikelijk, dat de gewenste viscositeit wordt bereikt door aan de massa vóór het vormen extra cacaoboter toe te voegen. Aangezien cacaoboter het duurste (hoofd-) bestanddeel van chocola is, streeft men altijd naar zodanige werkwijzen, dat voor deze uiteindelijke viscositeitsverlaging zo weinig mogelijk cacaoboter nodig is.
Tot de invloedsfactoren, die voor een minimaal cacaoboterverbruik van belang zijn, behoren o. a. het vochtgehalte van het mengsel, de toevoeging van een toegestane kleine hoeveelheid lecithine, de eigenschappen van de vaste bestanddelen en het verkleiningsproces.
Met betrekking tot de eigenschappen van de vaste bestanddelen blijkt met name het te gebruiken type melkpoeder van invloed.
Melkpoeder wordt veelal in zuivere vorm en gestandaardiseerd op een bepaald vetgehalte (bijvoorbeeld 26% of 1%) als grondstof voor melkchocolade gebruikt.
<Desc/Clms Page number 3>
In de bereiding van melkpoeder heeft zich in de afgelopen decennia een ontwikkeling voorgedaan, die van belang is gebleken voor de chocoladebereiding. Steeds meer is namelijk het vroeger gebruikelijke walsdroogproces vervangen door het proces van sproeidrogen.
Derhalve ziet de chocoladebereider zich gesteld voor de keuze tussen deze beide typen melkpoeder. Bij deze keuze doen zich moeilijke vragen en problemen voor. Binnen de zuivelindustrie wordt sproeidrogen algemeen beschouwd als een superieur proces, o. a. omdat het zo bereide melkpoeder een veel geringere hittebeschadiging heeft ondergaan dan walsgedroogd melkpoeder, en zeer veel beter in water oplosbaar is.
Ook op grond van economische en hygiënische criteria moet de walsdroger het gewoonlijk afleggen tegenover de sproeidroger.
In vele landen is de walsdroging van melk dan ook vrijwel geheel verdwenen om plaats te maken voor sproeidroging.
De chocoladebereider, die vanouds gewend is aan walsgedroogd melkpoeder en geconfronteerd wordt met sproeimelkpoeder, constateert een smaakverschil : het nieuwe produkt heeft een meer natuurlijke, minder branderige smaak. Dit zal van invloed zijn op de smaak van de chocolade en wel, zeer algemeen gesproken, in gunstige zin. We zien namelijk tegenwoordig een zeer omvangrijke toepassing van sproeimelkpoeder in chocolade.
Toch heeft het nieuwe produkt ook een groot bezwaar en daarmee keren we terug naar het chocoladebereidingsproces. Het blijkt namelijk, dat de viscositeit van chocolade, bereid met sproeimelkpoeder, hoger is dan wanneer walsgedroogd melkpoeder wordt gebruikt. Dit betekent, dat het nieuwe produkt de toevoeging van méér cacaoboter noodzakelijk maakt, hetgeen een zeer ernstig economisch bezwaar inhoudt.
Daarom staat sproeimelkpoeder in de chocolade-industrie veelal bekend als"cacabotervreter". Een verklaring voor dit verschil is niet bekend.
Natuurlijk is er wel naar gezocht, maar er is een groot aantal verschillende eigenschappen en het is onbekend welke daarvan van belang zijn voor de chocoladeviscositeit.
Zo is de grootteverdeling en vorm van beide typen poederdeeltjes kenmerkend verschillend. Maar ook kan op grond van de twee bereidingsprocessen beredeneerd worden, dat de mechanische sterkte en het gedrag tijdens vervorming, breuk en vermaling wel sterk moeten ver-
<Desc/Clms Page number 4>
schillen. Zeer bekend is het verschil in verhitting en de daarmee samenhangende eiwitdenaturatie, terwijl verschillen ten aanzien van de melksuikerkristallisatie mogelijk eveneens van belang zouden kunnen zijn.
Tenslotte wordt wel gezegd, dat het hoge gehalte aan vrij vet in walsgedroogd melkpoeder bijdraagt aan een laag cacaoboterverbruik.
Deze gedachte ligt voor de hand, omdat zulk vet op de buitenkant van melkpoederdeeltjes in zekere zin cacaoboter kan vervangen in chocolade. Maar ook dit is hoogstens een gedeeltelijke verklaring, want wanneer men in sproeimelkpoeder het vet in vrije vorm brengt (bijvoorbeeld door gesproeidroogd mager melkpoeder met melkvet te mengen), bereikt men slechts een zéér beperkte verbetering.
Volgens het Britse octrooischrift 637796 zou sproeimelkpoeder beter geschikt zijn voor verwerking in chocolade, als het een geringe porositeit heeft, dat wil zeggen een verlaagd gehalte aan vacuolen of luchtbellen. De daardoor bereikte verbetering is echter betrekkelijk klein en dit voorstel heeft in de praktijk dan ook geen ingang gevonden.
Samenvattend kan dus worden gesteld, dat het vrijwel verdwenen walsgedroogde melkpoeder bij de melkchocoladebereiding bedrijfseconomisch aantrekkelijk is maar qua smaak problemen geeft en dat sproeimelkpoeder uitstekend smaakt, maar bij de chocoladebereiding leidt tot een hoog cacaoboterverbruik en daarbij dan ook slechts in beperkte mate kan worden toegepast.
Doel van de uitvinding is derhalve een melkpoeder te verschaffen dat beide goede eigenschappen in zich verenigd heeft.
Verrassenderwijze bleek dit doel te worden bereikt door een sproeimelkpoeder met zowel een grote fijnheid als een geringe porositeit. Ter toelichting van de uitvinding worden de begrippen als volgt gedefinieerd. De fijnheid van een poeder wordt uitgedrukt als de gewichtsgemiddelde deeltjesgrootte, welke aangeeft dat aan het poedergewicht voor 50% wordt bijgedragen door deeltjes met een kleinere diameter. De gewichtsgemiddelde deeltjesgrootte wordt bepaald met een Malvern 2600 D particle sizer, gebaseerd op het principe van diffractie van laserstralen.
<Desc/Clms Page number 5>
Verder wordt de porositeit gedefinieerd als een percentage dat de gemiddelde volumefractie aanduidt van de holtes (luchtbellen ofwel vacuoles) in de poederdeeltjes. De porositeit wordt berekend uit de dichtheid van het poeder, zoals dat gemeten wordt met een AirComparison Pycnometer volgens Beckman. De volgende formule wordt gehanteerd bij de berekening :
EMI5.1
Porositeit = poeder, Dl
EMI5.2
waarbij : D = werkelijke dichtheid poeder in g/ml = dichtheid poeder bij een pororiteit van 100 (1-1) ml/100 g0 ml/100 g poeder. Voor een vol melk- poeder met 26% vet is deze dichtheid
1,28 g/ml.
Voor de bekende sproeipoeders ligt de gewichtsgemiddelde deeltjesgrootte rond 80-120 micrometer, terwijl de porositeit zich veelal beweegt tussen 5 en 40 ml/100 g poeder.
Sproeimelkpoeders volgens de uitvinding hebben een gewichtsgemiddelde deeltjesgrootte kleiner dan 80 micrometer en een porositeit kleiner dan 5 ml/100 g poeder.
Volgens een voorkeursvorm van de uitvinding bedragen deze waarden respectievelijk 40-70 micrometer en kleiner dan 3 ml/100 g poeder. Het heeft verder de voorkeur dat men het eindvetgehalte instelt door ten minste een deel van het melkvet achteraf aan het gesproeidroogde melkpoeder toe te voegen. Bij voorkeur bedraagt de hoeveelheid achteraf toegevoegd vet 20-50% van het eindvetgehalte.
De uitvinding wordt hierna beschreven aan de hand van de volgende voorbeelden. Uit de voorbeelden blijkt het effect van de uitvinding ten aanzien van de cacaoboterbesparing. Opgemerkt zij, dat de voorbeelden niet beperkend bedoeld zijn. Waar sprake is van melkpoeders moeten hieronder ook andere van melk afgeleide chocoladegrondstoffen worden verstaan, zoals weipoeders, al of niet met eiwit verrijkt, of ook door sproeidrogen verkregen mengprodukten, bijvoorbeeld bestaande uit melkbestanddelen, plantaardige vetten en toegevoegde suikers.
Waar sprake is van sproeidrogen moeten hieronder verschillende uitvoeringsvormen van deze werkwijze worden verstaan zoals, bijvoorbeeld
<Desc/Clms Page number 6>
centrifugaal verstuiven, drukverstuiven, drijfgasverstuiven etc.
Ook de term melkchocolade wordt in dit verband in brede zin gebruikt, zodat daaronder ook imitatie-chocolades, couvertures en dergelijke moeten worden verstaan. In al deze gevallen doet zich immers de tech- nologische situatie voor, waarop de uitvinding betrekking heeft.
Voorbeeld I
200.000 kg rauwe verse boerderijmelk werd gestandaardiseerd ter verkrijging van een poeder met 26% vet en 3% vocht, vervolgens gep teuriseerd (30 seconden 85 C) en ingedampt in een valstroomverdamper.
Vervolgens werd gedroogd in een verstuivingsdroger met behulp van een wielverstuiver, waaraan voorzieningen waren getroffen om stoom toe te
2 voeren aan het verstuiverwiel. De stoomdruk was 0,5 kg/cm2, gemeten in de toevoerleiding van de stoom naar het verstuiverwiel. De tempera-
EMI6.1
tuur van de ingaande drooglucht bedroeg 185 C en die van de uitgaande drooglucht 87 C. De omwentelingssnelheid van het verstuiverwiel be- droeg 11.000 omwentelingen per minuut. Het verkregen produkt werd op gebruikelijke manier verpakt in meerwandige zakken. Het aldus verkregen melkpoeder bestond uit deeltjes met een gewichtsgemiddelde deeltjesgrootte van 64 micrometer en een porositeit van 2,3 ml/100 g poede Het aldus verkregen melkpoeder werd gebruikt voor de bereiding van melkchocolade.
Het recept was als volgt :
EMI6.2
<tb>
<tb> cacaomassa <SEP> 90 <SEP> g
<tb> poedersuiker <SEP> 450 <SEP> g
<tb> melkpoeder <SEP> 230 <SEP> g
<tb> cacaoboter <SEP> 230 <SEP> g
<tb> lechithine <SEP> 4 <SEP> g
<tb>
De ingrediënten (met uitzondering van een deel van de lecithine, welke later werd toegevoegd) werden gemengd en vervolgens gewalst in een uit drie rollen bestaande Pascall-wals. Hierna werd de massa-geconcheerd en in tabletten gevormd. De vloei-eigenschappen (viscositeit) werden
EMI6.3
gemeten met een Haake RV12 rotatieviscosimeter, en wel bij 40 C. De meetwaarden werden omgerekend in een Casson-viscositeit (n en een Casson-vloeigrens (T CA) zoals o. a. omschreven door H. Fincke, Handbuct der Kakaoerzeugnisse, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New.
De resultaten waren : n = 2,3 Pa. S, resp., = 9,1 Pa.
Deze resultaten waren zodanig, dat de chocolade geschikt was voor het vormen, terwijl het cacaobotergehalte slechts 23% bedroeg, zoals uit bovenstaande receptuur blijkt.
<Desc/Clms Page number 7>
Ter vergelijking werd van een op overeenkomstige wijze bereid melkpoeder, maar zonder dat stoom werd toegevoegd aan het verstuiverwiel, met een gewichtsgemiddelde deeltjesgrootte van 95 micrometer en een porositeit van 15 ml/100 g poeder volgens bovenstaand recept melkchocolade gemaakt. De viscositeit van het produkt was beduidend hoger en wel zodanig, dat 3,2% cacaoboter extra moest worden toegevoegd om hetzelfde viscositeitsniveau te bereiken als van het hiervoor beschreven poeder.
Voorbeeld II
100.000 kg rauwe verse boerderijmelk werd gestandaardiseerd ter verkrijging van een poeder met 18% vet en 3% vocht, vervolgens gepasteuriseerd (1 minuut 90 C) en ingedampt in een valstroomverdamper.
Vervolgens werd gedroogd met behulp van drukverstuiving, waarbij gebruik werd gemaakt van nozzles, die speciaal waren geselecteerd voor het bereiden van een poeder met kleine deeltjes. De verstuivingsdruk bedroeg 25 mPa. De droogluchttemperaturen bedroegen respectievelijk 187 C (inlaat) en 92 C (uitlaat). Het aldus verkregen produkt werd vervolgens in een industriële menginrichting gemengd met melkvet in een mengverhouding van 90 din poeder en 10 dln melkvet, zodanig, dat het eindprodukt een vetgehalte van 26% had. De gewichtsgemiddelde deeltjesgrootte van dit produkt bedroeg 76 micrometer en de porositeit was 4,5 ml/100 g.
Het aldus verkregen poeder werd tot melkchocolade verwerkt, zoals omschreven in voorbeeld I. De viscositeit van de chocolade werd gemeten, zoals in voorbeeld I, met als resultaat : n CA = 3,1 Pa. S, respectievelijk TCA = 9,6 Pa, voldoende laag voor het vormen van de chocolade. Een op overeenkomstige wijze bereid poeder, maar met algemeen gangbare condities tijdens het verstuiven, en met een vetgehalte van het poeder direct na het verstuiven van 26% vet (geen menging met melkvet) leverde bij een identiek chocolade-bereidingsproces een chocolade op met een zodanige viscositeit, dat 2,5% extra cacaoboter nodig was om de vloeieigenschappen van bovengenoemd poeder te evenaren.