Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-257
Main Title: Einfluß ausgewählter Milchpulvercharakteristika auf die rheologischen Eigenschaften von kakaobutterhaltigen Suspensionen vom Typ Milchschokolade
Translated Title: Influence of selected milk powder characteristics on the rheological properties of milk chocolate type cocoa butter suspensions
Author(s): Scheruhn, Eva
Advisor(s): Krenkel, Klaus
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Milchschokolade enthält ca. 20 % Milchpulver, das abhängig von seiner Beschaffenheit die Verarbeitungs- und Fließeigenschaften der Milchschokoladenmasse unterschiedlich beeinflussen kann. Da ungünstige Fließeigenschaften durch erhöhten Zusatz von teurer Kakaobutter ausgeglichen werden müssen, ist eine vorteilhafte rheologische Wirkung des Milchpulvers für die Schokoladenhersteller von großem wirtschaftlichen Interesse. Ziel dieser Arbeit war es, unter Berücksichtigung unterschiedlichster Milchpulverarten die Merkmale des Milchpulvers, die für den Einfluß auf die Fließeigenschaften der Milchschokolade relevant sind, zu ermitteln und ihre Wirkungsweise aufzuklären. Zusätzlich sollte festgestellt werden, welche Milchpulverarten für den Einsatz zur Milchschokoladenherstellung besonders geeignet sind. Ein starker Einfluß des Milchpulvers auf die Fließeigenschaften war sowohl bei den untersuchten Modellsuspensionen aus Milchpulver und Kakaobutter als auch in Milchschokoladenmasse zu beobachten. Die besten rheologischen Eigenschaften (niedrige Fließgrenze und Viskosität) bewirkten die Walzenvollmilchpulver, die Magermilchpulver in Kombination mit Butterfett und die Sprühvollmilchpulver mit hohem Anteil an freiem Fett. Durch Versuche mit ausgewählten Milchpulvern im Technikumsmaßstab wurde die Übertragbarkeit dieser Erkenntnisse auf einen größeren Maßstab bestätigt. Die Untersuchungen zeigten weiterhin, daß aus den Fließeigenschaften der zerkleinerten Milchpulver-Kakaobutter-Suspension auf die rheologische Wirkung des Milchpulvers in Milchschokoladenmasse geschlossen werden kann. Das Modellsystem kann somit als Screening-Methode zur rheologischen Kennzeichnung von Milchpulver eingesetzt werden. Die Analyse der Milchpulvermerkmale ergab, daß sich die Fließeigenschaften der Schokoladenmasse mit zunehmendem Gehalt an freiem Fett im unzerkleinerten Milchpulver sowie mit zunehmender Dichte, abnehmender durchschnittlicher Porenanzahl und abnehmender spezifischer Porenoberfläche des zerkleinerten Milchpulverfeststoffes verbessern. Der Einfluß der Dichte des zerkleinerten Milchpulverfeststoffes ist darauf zurückzuführen, daß sich der Volumenanteil des Milchpulvers in der Schokoladenmasse bei gleichem Massenanteil mit zunehmender Dichte verringert, was sich vorteilhaft auf die Fließeigenschaften auswirkt. Bezüglich des Struktureinflusses konnte nachgewiesen werden, daß sich die Fließeigenschaften der Schokoladenmasse mit zunehmender Porenanzahl und zunehmender spezifischer Porenoberfläche im Milchpulverfeststoff verschlechtern, da mehr kontinuierliche Phase der Milchschokolade am Milchpulverfeststoff bzw. in den Poren immobilisiert wird. Ein hoher Gehalt an freiem Fett im Milchpulver wirkt sich in mehrfacher Hinsicht positiv auf die Fließeigenschaften der Schokoladenmasse aus. Zum einen ermöglicht er einen vollständigen Übergang des Milchfetts in die kontinuierliche Phase der Schokoladenmasse, zum anderen beeinflußt er die Dichte und die spezifische Porenoberfläche des zerkleinerten Milchpulverfeststoffes in der Form, daß die Dichte mit steigendem Freifettanteil zu- und die spezifische Porenoberfläche abnimmt. In weiteren Untersuchungen wurde ein deutlicher Einfluß des Milchpulvers auf die Wirkung und die optimale Konzentration von Lecithin in Milchschokolade festgestellt. Abhängig von der Milchpulverart bzw. der Struktur des Milchpulvers lag die optimale Lecithinkonzentration bezogen auf die Fließgrenze der Schokoladenmasse zwischen 0,3 und 0,6 %. Neben dem Einfluß auf die Fließeigenschaften der fertigen Schokoladenmasse war auch eine Wirkung des Milchpulvers auf den zum Erreichen einer walzbaren Konsistenz erforderlichen Kakaobutterzusatz beim Anmischen der unzerkleinerten Schokoladengrundmasse zu beobachten. Der Fettgehalt der Schokoladengrundmasse lag bei definierter Konsistenz abhängig von der eingesetzten Milchpulverart zwischen 19,6 und 31,2 % und stieg mit abnehmender Stampfdichte und zunehmender äußerer Porosität des Milchpulvers an.
Milk chocolate consists of approximately 20 % milk powder. Depending on its composition milk powder can influence processing and flow properties of milk chocolate mass in different ways. For further processing unfavourable flow properties of the chocolate mass have to be compensated by adding expensive cocoa butter. Therefore the chocolate industry has economical interests in milk powder with favourable rheological effect. The aim of this investigation was to find out which properties of milk powder influence the rheological behaviour of milk chocolate mass and how these properties work. Additionally it was to be established which milk powder types are most suitable for the manufacturing of milk chocolate. A large variety of different milk powders was therefore investigated regarding there flow properties in a model system (consisting of milk powder and cocoa butter) and in milk chocolate mass. From the experiments carried out it could be seen that the rheological behaviour of the model system as well as of the milk chocolate mass is strongly influenced by the type of milk powder used. The roller dried whole milk powder, the skim milk powder in combination with butter oil and the spray dried whole milk powder with high free fat content showed the best rheological effect (low viscosity and yield value). Experiments in technical scale confirmed these results and their transferability on industrial scale. It was possible to draw conclusions from the rheological properties of the model suspension to rheological properties of the milk chocolate. Consequently the chosen model system (ground milk powder cocoa butter suspension) is suitable as a screening method for the rheological effect of milk powder. The results of the analysed milk powder properties revealed that the flow properties of milk chocolate mass improve with increasing free fat content in the native milk powder and with increasing density, decreasing average pore number and decreasing specific pore surface of the ground milk powder. The influence of the density can be explained by the decrease of milk powder volume with increasing milk powder density, since a smaller particle volume is advantageous for the flow properties of suspensions. Experiments showed that the deterioration of the flow properties of chocolate mass with increasing pore number and increasing specific pore surface is due to an increasing immobilisation of continuous fat phase of chocolate mass at the milk powder particles. A high free fat content of the milk powder has several positive effects on the flow properties of milk chocolate mass. It guaranties a complete transition of the milk fat to the continuous fat phase of chocolate mass and it influences density and specific pore surface of milk powder in such a way that with increasing free fat content the density increases and the specific pore surface decreases. Further experiments showed that the milk powder also influences the optimal lecithin concentration of milk chocolate mass. Depending on the type of milk powder or its structure respectively, the best lecithin concentration regarding the milk chocolate s yield value was between 0.3 and 0.6 %. Besides the influence on the flow properties of the finished chocolate mass, milk powder also effects the quantity of cocoa butter which is necessary to obtain a grindable consistency of the chocolate raw material mixture. Depending on the inserted milk powder the cocoa butter content of the raw material mixture had to be between 19.6 and 31.2 % to achieve a defined consistency. It increases with decreasing bulk density and increasing outer porosity of the milk powder.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-1595
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/554
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-257
Exam Date: 24-Oct-2000
Issue Date: 22-Mar-2001
Date Available: 22-Mar-2001
DDC Class: 660 Chemische Verfahrenstechnik
Subject(s): Fließeigenschaften
Milchpulver
Rheologie
Schokolade
Suspensionen
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_14.pdf27,39 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.