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Fettreifvorhersage bei Schokolade

Forschungstitel:
Verbesserte Vorhersage von Qualitätsänderungen während der Lagerung von gefüllten Schokoladenprodukten anhand forcierter Lagertests

Arbeitsgruppe: Schokoladentechnologie

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  1. Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV; Isabell Rothkopf
  2. Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V. (DIL), Dr. Knut Franke

IGF-Vorhaben: 19255 N
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2016 – 2019

Ausgangssituation/Problemstellung

Insbesondere die Fettreifbildung auf der Schokoladenoberfläche und die Erweichung von Schokoladenhülsen durch Migration von Inhaltsstoffen der Füllung sind Hauptursachen für eine begrenzte Lagerstabilität gefüllter Schokoladenprodukte. Wenn sich diese Qualitätsmängel schon vor dem Mindesthaltbarkeitsdatum (MHD) zeigen, zieht das Reklamationen der Verbraucher nach sich bzw. das Produkt muss zurückgerufen werden und ist dann auch nicht mehr verkaufbar.

Da die praktische Überprüfung der Stabilität der Schokoladenprodukte mit Lagerzeiten von 6 Monaten und mehr extrem zeitaufwändig ist, werden schon seit längeren forcierte Lagertests eingesetzt. Auf diese Weise kann die Dauer bis zum Auftreten der Qualitätsveränderungen auf wenige Wochen verkürzt werden und es lassen sich eher Aussagen zur Stabilität erhalten. Problematisch ist allerdings, dass mit diesen Tests bisher nur vergleichende Aussagen möglich sind und sich keine Daten zur Dauer der stabilen Phase während der Lagerung unter „Normalbedingungen“ gewinnen lassen.

Auf der anderen Seite wurden die Vorgänge, die zu den unerwünschten Qualitäts-veränderungen in und auf der Schokolade führen, in den letzten Jahrzehnten weltweit intensiv erforscht und unterschiedliche Modelle dafür entwickelt. Vorrangiges Ziel war dabei die Aufklärung der Mikroprozesse während der Lagerung. Im Prinzip lässt sich aber mit derartigen Modellen, sofern sie die Realität gut genug widerspiegeln, auch die Stabilität der Schokoladeerzeugnisse bei anderen Lagerbedingungen vorhersagen. Dadurch könnte man die praktische Anwendbarkeit dieser Modelle deutlich erweitern. Allerdings müssen die forcierten Lagertests dann so konzipiert werden, dass man mit ihnen genau die Daten gewinnen kann, aus denen sich die für die Vorhersage relevanten Modellparameter sicher berechnen lassen. Genau diese Kombination aus geeigneten Modellen zur Berechnung der Lagerstabilität und deren angepasste Anwendung auf das jeweilige Schokoladenprodukt soll im Mittelpunkt des Vorhabens stehen.

Das Projekt selber wird sich auf gefüllte Schokoladenerzeugnisse konzentrieren, wobei Füllungen auf der Basis Fett, Alkohol und Öl-in-Wasser-Emulsionen (Trüffel) berücksichtigt werden sollen.

Forschungsziel

Ziel dieses Forschungsprojektes ist dementsprechend eine verbesserte Vorhersage der Lagerstabilität von gefüllten Schokoladenerzeugnissen auf der Basis einer Validierung und Erweiterung von Modellansätzen für die Beschreibung der Stofftransportvorgänge in der Schokolade. Dabei sollen neben fetthaltigen auch wässrige und alkoholische Füllungen einbezogen werden. Die Fettreifbildung bei ungefüllten Schokoladen allein durch polymorphe Umwandlungen soll in diesem Projekt nicht berücksichtigt werden.

In die Vorhersagemodelle sollen die verfügbaren Modellansätze sowohl hinsichtlich Diffusion als auch der Stofftransport durch kapillares Fließen aufgenommen werden. In diesem Zusammenhang wird ebenfalls die Struktur des Fettkristallnetzwerkes in der Schokolade und dessen Veränderung während der Lagerung, z.B. durch partielles Aufschmelzen bei höheren Temperaturen, berücksichtigt, da dieses den Stofftransport beeinflusst.

Ein Teilziel dabei ist die Entwicklung von geeigneten forcierten Lagertests und deren standardisierte Auswertung. Diese sollen mit minimalem Aufwand genau diejenigen Daten liefern, die für die Vorhersage der Lagerstabilität, in Abhängigkeit von Füllung und Schokoladensorte, wirklich benötigt werden.

Dabei wird in dem Vorhaben von der Arbeitshypothese ausgegangen, dass die mathematischen Modelle, mit denen sich die Migrationsprozesse während einer geeigneten „forcierten“ Lagerung realitätsnah beschreiben lassen, auch dazu geeignet sind, die Stabilität von gefüllten Schokoladenprodukten unter „herkömmlichen“ Lagerbedingungen vorherzusagen.

Projektberichte

Sitzungen

Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV e.V.) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Aktuelle Termine zu diesem Projekt