Study the process of tempering of chocolate milk and similar products made with liquor and fat from cupuassu

Orientador : Marisa de Nazare Hoelz JackixTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Visando contribuir com a manutenção de um ecosistema mais equilibrado, pesquisadores têm se empenhado em propor alternativas para subprodutos e descartes industriais. Aliado a este enfoque, o aproveitamento de uma rica fonte de nutrientes justifica as recentes pesquisas com as sementes de cupuaçu. O cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum) é um fruto pertencente à região amazônica cuja comercialização, na forma de polpa congelada, encontra-se em plena expansão em todo território nacional, e em fase de introdução no mercado exterior. Suas sementes que correspondem a 20% do fruto e com incipiente aproveitamento industrial, vêm despertando o interesse de pesquisadores cientes do grande potencial econômico desta matéria-prima com características sensoriais semelhantes à de outro Theobroma, o cacau. Recentes pesquisas indicam que sob processo semelhante ao utilizado para as sementes de cacau é possível obter fiquor de cupuaçu, que pode ser utilizado na elaboração de bolo, sorvete, biscoito e como ingrediente de produtos análogos ao chocolate e achocolatados. Este trabalho teve dois objetivos principais: estudar o processo de industrialização e caracterização física, química e físico-química do fiquor de cupuaçu e de cacau; e estudar o processamento tecnoJógico do chocolate e de produtos análogos elaborados com fiquor e gordura de cupuaçu, otimizando o processo de temperagem. Para a obtenção do fiquor de cupuaçu e de cacau, as sementes de ambas as espécies foram fermentadas, secas e descascadas em moinho para a obtenção de seus nibs, os quais foram torrados, moídos e refinados, obtendo-se três amostras de líquor de cupuaçu (LF1, LF2 e LF3), pertencentes a diferentes lotes de sementes fermentadas de cupuaçu, e uma amostra de fiquor de cacau (LFC). Determinou-se a composição centesimal de cada amostra e, as análises de pH, acidez titulável e cor. Seu estudo reológico foi realizado em reômetro programável BROOKFIELD, assim como o de suas respectivas gorduras. Concluída esta etapa, foram elaboradas três formulações: uma de chocolate ao leite (Formulação Fo), e duas de produtos análogos com 50% de substituição de fiquor e gordura de cupuaçu (Formulação F50) e outra com 100% de substituição desses mesmos ingredientes (Formulação F1oo). Para a avaliação do processo de temperagem, realizou-se um planejamento experimental fatorial completo 22, com dois níveis (-1, +1), três pontos centrais e dois pontos axiais (-a, +a), resultando em 11 experimentos, tendo como variáveis independentes à temperatura de cristalização e o tempo de cristalização, cujos máximos e mínimos (-a, +a) foram de 27,4 a 31 ,6°C para as três formulações e de 4 a 11 min para Fo, de 3 a 10 min para F50 e de 0,7 a 2,9 min para F1oo. As variáveis dependentes foram: descrição por provadores selecionados dos atributos sensoriais brilho, fat bloom, presença de bolhas e moldação; análises instrumentais de cor (L *, a* e b*) e força de ruptura (textura). A análise dos resultados foi feita através da Metodologia de Superfície de Resposta. As amostras de fiquor de cupuaçu se apresentaram como rica fonte de gordura vegetal (63,93 a 66,51 %), superior a do liquor de cacau (54,20%). Entretanto, seu teor de proteínas (8,95 a 10,31%) e de carboidratos (14,07 a 15,54%) ficaram abaixo deste (12,27% de proteínas e 24,23% de carboidratos). Os fiquor de cupuaçu e de cacau sofreram significativa redução de viscosidade plástica de Casson com o aumento de temperatura de 35 para 50°C, apresentado o liquor de cacau viscosidade inferior ao do fiquor de cupuaçu em todas as temperaturas. O tamanho das partículas e o teor de fosfolipídios presentes nas gorduras de cada fiquor influenciaram significativamente nos valores de viscosidade plástica das amostras, onde para tamanho de partículas maiores, e baixo teor de fosfolipídios, a viscosidade plástica foi maior. Tanto a gordura de cupuaçu como a manteiga de cacau apresentou a 40°C comportamento newtoniano. Os efeitos da variação de tempo e temperatura de cristalização do processo de temperagem da formulação Fo não foram significativos nos atributos brilho e moldação, não gerando modelos preditivos. Para os atributos fat bloom e presença de bolhas e para as análises de cor e força de ruptura seus modelos mostraram boa capacidade preditiva, onde para o atributo fat bloom os experimentos 1 (Tc=28°C e Íc=5min) e 11 (Tc=29,5°C e tc=11 min) ficaram dentro da região ótima, ou seja, aquela onde há produtos sem fat bloom. Os experimentos dos pontos centrais 5, 6 e 7 (Tc=29,5°C e Íc=7,5min) ficaram na fronteira desta. Para a formulação F50 os modelos para os atributos fat bioom e moldação mostraram capacidade preditiva, estando o experimento 11 (Tc=29,5°C e tc=10min) dentro da região ótima para o atributo fat bloom. Somente o modelo do atributo fat bloom da formulação F1oo apresentou-se preditivo, no entanto nenhum experimento do processo de temperagem desta formulação atingiu a região ótima, sendo o experimento 8 (Tc=27,4°C e tc=1,75min) o mais próximo destaAbstract: With the aim of contributing to the maintenance of a more balanced ecosystem, researchers have put their efforts into proposing alternatives for the use of industrial by-products and waste. Combining to this focus the use of a rich source of nutrients justifies recent research on the cupuassu seed. Cupuassu (Theobroma grandiflorum Schum) is a fruit that belongs to the Amazon region, the commercialization of which, in the form of frozen pulp, is in fuI! expansion throughout the Brazilian territory, and in an introductory phase in the externa I market. Its seeds that correspond to 20% of the fruit and have incipient industrial use, are calling the attention of researchers aware of the great economic potential of this raw-material with sensory characteristics similar to those of another Theobroma, cocoa. Recent research indicates that when submitted to processing similar to that used for cocoa seeds it is possible to obtain cupuassu liquor, that can be used to produce cakes, ice-creams, cookies and as an ingredient in products analogue to chocolate (chocolate analogues) and chocolate beverages. This work had mo main objectives: to study the production process and characterize physically, chemically and physical-chemically cupuassu and cocoa liquors; and to study the technological processing of chocolate and chocolate analogue products prepared with cupuassu fiquor and fat, optimizing the tempering processo For the productíon of cupuassu and cocoa liquors, the seeds of both species were fermented, dried and hulled in a mil! to obtain their nibs, which were toasted, ground and refined, yielding three samples of cupuassu fiquor (LF1, LF2 and LF3), belonging to different lots of fermented cupuassu seeds, and one sample of cocoa liquor (LFC). The centesimal composition of each sample was determined and analyses of pH, titrable acidity and color were carried out. Rheological essays of the liquors and respective fats were made using a programmable BROOKFIELD rheometer. When this step was concluded, three formulations were elaborated: one of milk chocolate (Formulation Fo), and two of analogue products (one with 50% substitution with cupuassu fiquor and fat (Formulation F50) and another with 100% substitution with these same ingredients (Formulation F1oo)). To evaluate the tempering process, a 22 complete factorial experimental design was used, of two levels (-1, +1), three central points (O) and two axial points (-a., +a), resulting in 11 experiments, having as independent variables: crystallization time and temperature, the maximum and minimum values (-a., +a) of which were of 27.4 to 31.6°C for the three formulations and of 4 to 11 min for Fo, of 3 to 10 min for Fso and of 0.7 to 2.9 min for F1oo. The dependent values were: description by selected panelists of the sensory attributes shine and fat bloom, presence of bubbles and molding; instrumental analyses of color (L *, a* and b*) and rupture force (texture). The analysis of the results was carried out using the Response Surface Methodology. The samples of cupuassu tiquor appeared as a rich source of vegetable tat (63.93 to 66.51%), superior to cocoa tiquor (54.20%). However, its contents of protein (8.95 to 10.31%) and of carbohydrates (14.07 to 15.54%) were below those for cocoa (12.27% protein and 24.23% carbohydrates). Cupuassu and cocoa liquors had their Casson plastic viscosities significantly reduced, around 60 to 83%, when temperature was increased from 35 to 50°C, having cocoa liquor lower viscosities than cupuassu tiquor at ali temperatures. The particle size of the samples of cupuassu and cocoa tiquors and the quantities of phospholipids present in their fats significantly influenced their values of plastic viscosity, where for greater particle sizes and lower phospholipid contents, plastic viscosity was higher. 80th cupuassu fat and cocoa butter presented Newtonian behavior at 40°C. The effects of the variation of crystallization time and temperature of the tempering process of Formulation Fo were not significant tor the attributes shine and molding, not generating predictive models. For the attributes tat bloom and presence of bubbles, and for the analyses of color and rupture force, the models showed a good predictive capacity, where for the attribute fat bloom, experiments 1 (T ç=28°C and tc=5min) and 11 (Tc=29.5°C and tc=11min) were within the optimal region, that is, where there are products without fat bloom. The experiments of the central points 5, 6 and 7 (Tc=29.5°C and tc=7.5min) were on the border of this region. For Formulation F5o, the models for the attributes fat bloom and molding were predictive, being experiment 11 (Tç=29.5°C and tc=10min) within the optimal region for fat bloom. For Formulation F100, the model for fat bloom was the only one that was predictive, however none of the experiments of the tempering process carried out with this formulation reached the optimal region, being experiment 8 (Tc=27.4°C and tc=1.75min) the closest to itDoutoradoDoutor em Tecnologia de Alimento