Choklad

12/08/2015
Choklad
Hanna Ellis - Doktorand
Fysikalisk kemi - Ångströms Laboratoriet
Uppsala Universitet
Hanna.ellis@kemi.uu.se
Chokladföreläsning
● Producenter och konsumenter
● Choklad - chokladbönan och trädet
● Historia – drycken Xocoatl och senare chokladkakan
● Tillverkningsprocessen
● Choklad och dess ingredienser
● Experiment
1
12/08/2015
Främsta producenterna och
främsta konsumenterna
Främsta producenterna
• Afrika: Elfenbenskusten,
Ghana, Nigeria, Kamerun
• Asien/Oceanien: Indonesien,
Malaysia, Papua Nya Guinea
• Amerika: Brazilien, Ecuador,
Colombia
Främsta producenterna och
främsta konsumenterna
Världens främsta kakaoproducenter
Production of cocoa beans
(thousand tonnes)
2012/13
2836
225
1449
835
238
89
Estimates
2013/14
3197
211
1746
897
248
95
Forecasts
2014/15
2984
220
1740
696
235
93
America
Brazil
Ecuador
Others
622
185
192
246
708
228
220
260
729
215
250
264
Asia & Oceania
Indonesia
Papua New Guinea
Others
487
410
41
36
454
375
40
38
455
370
42
43
3945
4359
4168
Africa
Cameroon
Côte d'Ivoire
Ghana
Nigeria
Others
World total
Världens främsta
kakaokonsumenter 2006
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Schweiz
Storbrittanien
Tyskland
Belgien
Norge
Österrike
Irland
Danmark
Finland
Sverige
Source: ICCO Quarterly Bulletin of Cocoa Statistics, Vol. XLI, No. 2, Cocoa year 2014/15
Published: 29-05-2015
Note: Totals may differ from sum of constituents due to rounding.
2
12/08/2015
Främsta producenterna och
främsta konsumenterna
Kina ökar kraftigt
Global kakaoproduktion (ton)
Total produktion har ökat 13%, från 4.3 miljoner ton 2008 till 4.8
miljoner ton 2012. Detta motsvarar en årlig ökning på 3.1%.
3
12/08/2015
Kakaohandel
Rolig graf
New England Journal of Medicine 367.16 (2012): 1562-1564. Messerli,
Franz H. “Chocolate consumption, cognitive function, and Nobel laureates”
4
12/08/2015
Theobroma Cacao
● 20° norr och 20° söder om ekvatorn
● Över 27°C hela året
● Hög fuktighet (1500-2500 mm regn)
● Jorden ska vara djup, bördig, väl drenerad
● Ej 700 m över havet
● Ej stark vind, ej starkt solljus
● Odlas tillsammans med kaffeplantor eller bananplantor för att ge skydd
Kakaobönan
Crilliobönan –
känslig, lägre avkastning, anses “finast”, ca 1%
Forasterobönan – mest konsumerade, högre avkastning, ca 90%
Trinitariobönan – hybrid, framkom efter orkan 1729, från Trinidad,
ca 9%
•
•
•
•
•
5-6 månader att mogna
Skördas 2 ggr om året
40-50 frön i varje frukt
Växer direkt på stammen – kauliflori
1 kg choklad = 300-600 bönor = 10-20 kakaofrukter
5
12/08/2015
Historia
● Olmekerna runt 1200 f.kr
använde den söta saften för att
tillverka alkohol
● 600 f.kr Mayafolket, drycken
och Aztekerna utvecklade
● Valuta
● Drycken xocolatl
– Rostade och skalade
kakaobönor, mortlats till en
fet kakaomassa + vanilj,
honung, socker och chili
Historia
6
12/08/2015
Historia
•
•
•
•
•
•
•
Till Europa efter Cristoffer Columbus
“upptäckande” av Amerika, ingen hit
1520 erövrar Spanien Mexico och Don
Cortez introduceras för xocolatl av
Mayaindianerna
Spanien monopol i 80 år
Under 1600-talet spreds drycken i Europa
Europeerna tillsatte socker – men ej
“god”, för mkt fett för att lösa i vatten.
Varmt vatten + socker
Påven Pio V smakar och säger att om
man dricker choklad så bryter det ej
fastan
Dracks av aristokraten och kungligheter
Historia
• 1828 en ny press, utvinna kakaons fett, samt
neutralisera syror, Conrad Johannes van Houten
• 1847 producerade J.S. Fry & Sons den första
chokladkakan
• 1875 Henri Nestlé torrmjölk, Tobler kombinerade kakao
med kondenserad mjölk → mjölkchoklad
• 1879 Rudolph Lindt uppfinner “conching”,
ger modern konsistens på chokladen
7
12/08/2015
Tillverkning av choklad - modern
● Frukterna plockas för hand, med machette
● Frukterna öppnas (erfaren arbetare kan öppna 500
frukter/h!) och bönorna fermenteras.
Fermentering
● Det vita omgivande fruktköttet innehåller socker
● Jäst metaboliserar detta socker, producerar etanol +
värme
● Bakterier metaboliserar etanol, producerar syra
● Etanol + syra tränger in i bönan, med värme sker
reaktioner i bönan.
● Detta “dödar” bönan och den kan ej gro. Detta tar bort den
bittra smaken
● Fermenteringen tar 5-6 dagar
8
12/08/2015
Tillverkning av choklad - modern
● Torkning av bönorna, nå fuktinnehåll av 7-8%, ca 1 vecka
● Transport till chokladtillverkare
● Rengöring/bortsortering av sten etc
● Rostning
● Sortera bort skal
● Kärnorna mals till en massa - kakaomassan
● Ytterliggare malning – ytterliggare fin massa
Tillverkning av choklad - modern
● Kakaomassan pressas och kakaofett samt “torr”
kakaomassa utvinns
● För att få vad vi äter som choklad behöver:
kakaomassa + kakaofett + socker + tillsatser “conching”
→ ger den mjuka konsistensen
9
12/08/2015
Conching
Syror evaporerar också
Tillverkning av choklad - modern
• När man blandad ingredienserna och man så kallat
“conchat” massan för att få de små partiklarna
“temperaras” massan. Man “kyler enligt en process”
massan till chokladkakor.
• Detta ger den rätta kristallformen av chokladen som
önskas → choklad har 6 kristalformer (polymorf, precis
som kol). Endast en passar för vår choklad som ska
smälta i munnen och vara god!
10
12/08/2015
Temperering
På marmorskiva
Schema för temperering
•
•
•
Smält en del choklad i vattenbad.
Vattnet ska inte koka. Rör om. Undvik
vatten och fukt i chokladen.
Chokladen ska till 48°C (mörk choklad)
och 45°C grader (mjölkchoklad).
Ha i grovt hackad choklad i den smälta
chokladen. Temperaturen ska nu till
32°C (mörk choklad) och 30°C grader
(mjölkchoklad). Detta är det så kallade
“seeding step”. Om temperaturen
sjunker för mycket värm till given
temperatur. Låt efter detta chokladen
svalna.
Choklad från Modica
11
12/08/2015
Rostning och alternativ rostning
Problem med att rosta
hela bönor
Alternativ
• Olika storlek på bönor
• Förlust av fett
• Förlust av energi
12
12/08/2015
Tillverkning av choklad - modern
● Vit choklad innehåller ingen
kakaomassa endast kakaofett
● Den torra kakaomassan blir
vad vi kallar kakao
● Mjölkchoklad innehåller
mjölkpulver
● För att tillverka “chokladkakor”
mixas kakaofett, kakaomassa,
socker, emulgeringsmedel och
smaktillsatser
Fetter
• Glycerol ”backbone” på vilken fettsyrer sitter
• Fettsyror med dubbel bindningar är omättade,
enkelbindingar mättade
13
12/08/2015
Fetter och kristallstrukturer
Fetter och kristallstrukturer
Form
Iγ
II α
°C
III β2’ mix
IV β1’
V β2
Hur man erhåller
Snabb kylning
Snabb kylning vid 2 °C. 1 h vid 0 °C
Smältpunkt
16-18 °C
22-24
Stelning vid 5-10 °C
Stelning vid 16-21 °C
För temperering önskad form
24-26 °C
26-28 °C
32-34 °C
VI β1
Från V, 4 mån i rums temp.
35-36 °C
V β2
VI β1
Mjölkchoklad går ej till VI β1!
14
12/08/2015
Choklad - innehåll
• Choklad är energirik föda, används vid
polarexpenditioner, fjällvandringar, krig osv
• Choklad har varit omdebaterat bra/dåligt
Mörk
Mjölk
Vit
Energi (kcal)
530
518
553
Protein (g)
5
7
9
Kolhydrater (g)
55
57
58
Fett (g)
32
33
33
Kalcium (mg)
32
224
272
Magnecium (mg)
90
59
27
Järn (mg)
3
2
0.2
Choklad – migrän?
● Migrän är inte samma sak som huvudvärk då migrän
orsakar synbortfall, trötthet, humörsvängningar mm.
● Aminer så som tyramine, histamine, phenylethylamine
har kopplingar med huvudvärk. Finns i ost, jordnötter,
rödvin och choklad.
● Många skyller migrän på choklad men studier styrker ej
detta.
● En studie av 80 personer, 13 svarade på choklad,
endast 2 svarade återkommande på choklad.
15
12/08/2015
Choklad – karies?
● Choklad innehåller socker – ger karies
● MEN choklad ger mindre karies jämfört med annan
föda med likande socker innehåll!
● Polyfenolen Tannin anti-bakteriel och anti-enzym
aktivitet
● Choklad är ej som kola som fastnar i munnen länge,
minskar risken för karies.
Choklad – acne?
● Acne kan orsakas av överproduktion av fett, bakterier
och hormoner.
● Choklad får ofta skulden trots att doktorer normalt sett
anser att choklad och fet mat ej är orsaken
● En studie där objekt fick 230 g choklad/dag i en vecka
→ ingen ökning av acne observerades för någon
16
12/08/2015
Choklad – den positiva delen!
● Choklad innehåller polyfenoler, antidoxianter
● Skyddar mot fria radikaler som kan skada DNA och har
blivit kopplat med Alzeimers, hjärtproblem och cancer.
● Antidoxianter hindrar eller bromsar den oxidations
reaktion som orsakar fria radikaler
● Vid omsättningen av O2 i förbränningen av energi i
levande varelser bildas ofrånkomligt fria radikaler
Choklad – den positiva delen!
ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) /100 g
livsmedel
Rekomenderat intag 3000-5000 enheter/dag
Mörk choklad
Torkade plommon
Blåbär
Granatäpplen
Russin
Björnbär
Tranbär
Vitlök
Jordgubbar
Spenat
Hallon
Grönkål
Squash
Plommon
Alfalfagroddar
Ångad spenat
Broccoli
Rödbetor
Avokado
Apelsiner
Röda druvor
Röd paprika
13120
5770
3400
3307
2830
2036
1750
1662
1540
1260
1220
1170
1150
949
930
909
890
840
782
750
739
710
Körsbär
Gröna druvor
Kiwi
Blodgrapefrukt
Kidneybönor
Lök
Majs
Aubergine
Blomkål
Gröna ärtor
Sötpotatis
Kål
Grönsallad
Cantaloupemelon
Bananer
Äpplen
Tofu
Haricotsverts
Morötter
Tomater
Aprikoser
Persikor
Päron
670
650
610
483
460
450
400
390
385
375
300
295
265
250
210
207
205
200
200
195
175
170
134
17
12/08/2015
Choklad
Theobromine
Giftigt för hundar och katter! (ej i vit
choklad) Stimulans som koffein
Koffein
Anandamide “bliss” på
Sanskrit. Gör dig glad!
Hindrar ont och depresion, ämnen i choklad hindrar
nedbrytande. Anandamide bryts ner långsammare?
Polyfenoler = antidoxianter!
Phenylethylamine
Får din hjärna att bete sig som förälskad
Metamfetamin
Experiment 1
Bestämma ljushastigheten med hjälp av choklad
V= f × d × 2
1. F (frekvens) läses på micron
2. Chokladkakan värms i micron
3. d läses mellan smälta punkter
4. V (hastighet) räknas som f × 2 × d =
18
12/08/2015
Experiment 2
Syfte: Studera hur temperaturen påverkar stelningsprocessen hos smält choklad.
Ta en chokladkaka (70 % eller mjölkchoklad) och smält försiktigt i vattenbad. Dela
upp den smälta chokladen i tre delar. Låt de olika delarna stelna i:
1. Frysen
2. Kylen
3. Rumstemperatur
Studera resultatet. Smaka och titta! Jämför även med en bit som inte har blivit smält.
Experiment 3
Prova att lösa upp socker i olja
• Observera vad som händer
• Diskutera kring chokladtillverkning och användningen
av sojalecithin i choklad.
• Vilken funktion fyller sojalecithin i chokladen?
19
12/08/2015
Källor
• The Science of Chocolate. Stephen T Beckett. 2nd Edition.
• Chocolate – the new health food or is it? Gail Kay Haines.
ChemMatters, April 2009.
• Le Scienze blog (www.republica.it) – Scienza in Cucina di Dario
Bressanini
• Mängder av internetsidor...
• Chocolate - Modern Marvels - National Geographic Documentary
• How Stuff Works - Secrets of Chocolate Discovery Channel
20