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Rubrik: Science Life |
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Neue Vorkristallisation von Schokolade Die Schokoladenseite der ETH | |
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Die Schweiz und die Schokolade - das ist eine Liebesbeziehung. Die Qualität der süssen Verführung resultiert aber aus viel Entwicklungsarbeit. ETH-Forscher tragen dazu bei, das die Schweiz weiterhin industriell qualitativ hochstehende Schokolade unter verbesserten Produktionsbedingungen herstellen kann. Ein bereits entwickelter Impfvorkristallisator und die Entwicklung eines neuen Temperiersystems bezeugen dies. Von Christoph Meier "Schokolade esse ich wahnsinnig gerne; man muss mich davon fernhalten", gesteht Erich Windhab, ETH-Professor am Institut für Lebensmittel- und Ernährungswissenschaften (1). Doch von der Produktion von Schokolade hält er sich nicht fern. Gemeinsam mit vier Schweizer Schokoladenherstellern hat er einen Impfvorkristallisator entwickelt, den die Firma Bühler erst kürzlich an der Fachmesse "Interpack" der Weltöffentlichkeit präsentierte. Zudem bewilligte Ende Mai die Kommission für Technologie und Innovation (KTI) ein Folgeprojekt von Windhab, das die Kühlprozesse bei der Schokoladenherstellung optimieren soll. Mit Vorkristallisation aus der Tradition ausgeschert Eine Neuerung bei der Schokoladenherstellung (vgl. Kasten) zeigt sich schon im Wort "Impfvorkristallisator": Denn entgegen der herkömmlichen Produktionsweise stellt dieses Gerät zuerst eine Kristallsuspension mit massgeschneiderten Kristallkeimen aus Kakaobutter her, mit der dann die Schokoladenmasse vor dem Giessvorgang angeimpft wird. Somit muss nicht mehr die ganze Schokoladenmasse den zeitintensiven Keimbildungsprozess durchlaufen. Zudem kann die Kristallsuspension in verschiedene Schokoladenlinien parallel eingespeist werden. Das neue Verfahren erlaubt es auch, die Menge einer bestimmten Kristallform der Kakaobutter klar zu definieren. Windhab konnte zeigen, dass verschiedene instabile polymorphe Kristallformen sich durch die Scherkräfte im Impfvorkristallisator dazu bringen lassen, in die gewünschte höchststabile Form namens Beta-VI überzugehen.
Weder wachsig noch weich Damit aber der Impfvorkristallisator überhaupt zur Anwendung kommt, war es zudem nötig zu demonstrieren, dass die Kakaobutterkristallform Beta-VI dazu führt, dass nach Animpfen mit dieser Form hauptsächlich die von der Gitterstruktur her ähnlichen Beta-V-Kristalle entstehen. Genau um diese Form ringen nämlich die Schokoladenhersteller, denn sie erzeugt mit einem Schmelztemperaturbereich von rund 29-33°C beim Aufschmelzen im Mund den erwünschten "zarten" Schmelz. Liegt die Schmelztemperatur höher, schmeckt die Schokolade wachsig, liegt sie darunter, besitzt sie bei Raumtemperatur kein "knackiges" Bruchverhalten. Bis anhin bestand das Problem darin, dass die bei der konventionellen Vorkristallisation erzeugten Beta-V-Kristalle im Bereich der Verarbeitungstemperatur schmelzen; sodass bereits kleine Temperaturschwankungen zu unterschiedlicher Vorkristallisationsqualität aufgrund unerwünschter wilder Kristallkeime und damit zu Schwankungen in der Produktqualität führten. Der Schmelztemperaturbereich der neuen Beta-VI Impfkeime liegt höher als die Verarbeitungstemperatur der Schokolade, womit der Anteil an Kristallkeimen fix eingestellt und beibehalten werden kann.
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Mobile Impfstation Um die Industrie zu überzeugen, bauten Windhab und seine Leute eine mobile Impfstation, mit der sie durch die Schweiz fuhren. In den Betrieben der vier Industriepartner koppelten sie diese an die Produktion. "Das war einer der wichtigsten Schritte", blickt Windhab zurück, denn Firmen glaubten nicht wirklich an das, was in Labors im Kleinen funktioniere. "Es muss im echten, rauhen Produktionsprozess funktionieren". Der Erfolg war so durchschlagend, dass die Firmen mit der ETH zusammen den Impfvorkristallisator zum Patent anmeldeten und von der Maschinenfabrik Bühler in Lizenz herstellen liessen. Die Lizenzgebühren fliessen nach Abzahlung der Patentkosten als Forschungsgeld zurück in Windhabs Laboratorium. In Zukunft wohltemperiert Hier wird fleissig weiter an der Schokoladenproduktion gearbeitet. Mit dem Impfvorkristallisator besteht die Möglichkeit, auch den Kühlungsprozess zu verbessern. Denn Vorversuche haben gezeigt, dass die Beta-VI-Kristalle eine schärfere und somit schnellere Kühlung erlauben. Windhab könnte sich sogar vorstellen, dass einst für den Temperierungsprozess eine "kleine Kühlbox" mit Stickstoffkühlung an Stelle des herkömmlichen bis zu 50 Meter langen Kühltunnels zu stehen kommt. Auf jeden Fall bewilligte die KTI das Projekt, bei dem Windhab die Kühlungsprozesse in Zusammenarbeit mit Schweizer-Firmen optimieren will. Die Industrie scheint auf den Geschmack gekommen zu sein. Denn dieses Mal sind bereits zehn Firmen beteiligt. Das ist nicht verwunderlich, denn die Schokoladenkäfer von Maestrani werden dank der neuen Vorkristallisations-Methode nicht mehr so schnell grau von Fettreif, und wieso sollen sie nicht auch noch schneller und günstiger auf den Markt fliegen.
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