Alternative fats in crystallization behavior of cocoa butter and chocolate

Orientadores: Lireny Aparecida Guaraldo Gonçalves, Renato GrimaldiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A manteiga de cacau (MC) é uma gordura natural extremamente importante para formulação de chocolate, mas devido à dificuldade em seu acesso e volatilidade de seus preços outras gorduras alternativas têm sido estudadas e produzidas a fim de substituí-las, como as gorduras equivalentes (Cocoa Butter Equivalent-CBE) e as substitutas (Cocoa Butter Substitutes-CBS). Entretanto as características de cristalização e sensoriais da MC promovidas no chocolate são muito peculiares, além disto, pode ocorrer uma incompatibilidade entre as gorduras sucedâneas o que ocasionará defeitos no chocolate como o fat bloom. O objetivo desse trabalho foi estudar a cristalização da MC, CBE, CBS, bem como entre estas misturas, a fim de se obter uma fração o mais semelhante possível à MC pura para elaboração de chocolates amargos, e a partir da avaliação destes chocolates, estudar a influência dessas gorduras na formação do fat bloom. As misturas elaboradas foram baseadas no teor total de MC presente no chocolate (MC adicionada e do liquor) e as concentrações estudadas variaram de 5%, 10%, 15%, 20% e 37,5% da CBE ou CBS na MC. As matérias-primas e as misturas foram caracterizadas mediante composição em ácidos graxos, composição triacilglicerólica, isotermas de cristalização, teor de sólidos, microestrutura, comportamento térmico, polimorfismo, consistência e ponto de fusão. Para verificar o efeito da adição dessas gorduras na qualidade do chocolate e resistência ao fat bloom amostras produzidas foram armazenados sob duas condições, 100 dias por 20°C e seis ciclos de 48h com 24h a 20°C e 24h a 33°C, sendo periodicamente avaliados quanto ao, índice de brancura, tensão de ruptura, configuração visual, polimorfismo e comportamento térmico. As misturas entre CBS e MC apresentaram grandes alterações na cristalização e plasticidade à medida que se aumentou o teor de CBS, e o principal efeito desta foi a formação de uma mistura eutética entre as duas gorduras. Já misturas entre CBE e MC são completamente compatíveis e poucas alterações são encontradas para estas misturas mesmo em altas concentrações de CBE. Por isso foi possível utilizar concentrações de até 20% de CBE e 10% de CBS, na produção dos chocolates. Os chocolates armazenados a 20°C apresentaram ótima resistência ao fat bloom e nenhum apresentou sinais da ocorrência deste defeito após 100 dias. Dentre os chocolates submetidos a flutuações de temperatura, após 3 ciclos o chocolate padrão apresentou alterações polimórficas e visuais características de fat bloom que foram intensificadas à medida que os ciclos foram prosseguindo. Os demais chocolates não sofreram influência da variação de temperatura, principalmente o chocolate com CBE que não apresentou nenhuma alteração visual ou estrutural característica de fat bloom, e o com CBS apenas após o sexto ciclo apresentou os primeiros sinais deste fenômeno. Através destes resultados foi possível concluir que apesar da incompatibilidade entre CBS e MC observada pelo estudo da cristalização destas misturas, esta incompatibilidade não foi determinante para acelerar a formação de fat bloom nos chocolates com esta gordura, sendo estes mais resistentes do que o chocolate padrão. A utilização de CBE em chocolates além de não ocasionar alterações de cristalização significativas ainda aumenta a resistência do chocolate ao fat bloomAbstract: Cocoa butter (CB) is an extremely important natural fat for chocolate formulation, but due to the difficulty access and volatility of its price, alternative fats have been studied and produced to replace them as the Cocoa Butter Equivalent (CBE) and Cocoa Butter Substitutes (CBS). However, the crystallization and sensory characteristics that CB promoted in chocolate are very singular. Moreover, there may be an incompatibility between the alternative fats and CB which will cause defects in chocolate as fat bloom. The aim of this work was study the crystallization of CB, CBE, CBS, and their mixtures, in order to obtain a fraction as similar as possible to the pure CB for the preparation of dark chocolates, and study the influence of these fats on fat bloom formation. The mixtures were prepared based on the total content of CB on chocolate (CB added and CB inside the liquor), and the studied concentrations ranging from 5%, 10%, 15%, 20% and 37.5% of the CBE or CBS on CB. Raw materials and mixtures were characterized by fatty acid composition, triacylglycerol composition, isothermal crystallization, solid fat content, microstructure, thermal behavior, polymorphism, consistency and melting point. To check the effect of the addition of these fats in chocolate quality and resistance to fat bloom, the samples were produced and stored under two conditions, 100 days at 20° C and by temperature cycling for six cycles of 48h, 24h at 20°C and 24h at 33°C, periodically evaluated for, whiteness index, snap, microstructure, polymorphism and thermal behavior. The mixtures between CBS and CB showed large changes in the crystallization and plasticity as the CBS content was increased and the main effect is the formation of an eutectic mixture between the two fats. CBE and CB mixtures are fully compatible and little changes on crystallization of these mixtures are found even at high concentrations of CBE. Therefore it was possible to use 20% of CBE and 10% of CBS in chocolate production. All chocolates stored at 20°C showed excellent resistance to fat bloom and showed no signs occurrence of this defect during the 100 days. Nevertheless, the chocolate standard under temperature cycling, after 3 cycles showed modifications polymorphic and visual characteristics of fat bloom, and these characteristics were enhanced as the cycles were proceeding. Other chocolates were not so influenced by the variation of temperature, especially chocolate with CBE that showed no visual change or structural feature of fat bloom, and with CBS only showed after the sixth cycle the first small signs of this phenomenon. Through these results was concluded that despite the incompatibility between CBS and MC observed in the study of crystallization of these mixtures, this incompatibility was not decisive to accelerate the formation of fat bloom in chocolates with this fat, which are more resistant than standard chocolate. The addition of CBE on chocolates did not result on significant crystallization changes and also increased the resistance of chocolate to fat bloomMestradoTecnologia de AlimentosMestra em Tecnologia de Alimento