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Herstellung und Haltbarkeit gefüllter Schokoladen im One-Shot-Verfahren

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: AiF 13435 BG
Laufzeit: 01.01.2002 - 31.12.2005
Fördersumme: 278.150 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Über 40% der in Deutschland hergestellten Süßwaren gehören zur Produktgruppe der Schokoladenwaren, insbesondere der Trend zu gefüllten Schokoladen ist steigend. Es besteht daher großes industrielles Interesse an neuartigen Ausformtechniken und Herstellungsverfahren für gefüllte Schokoladenprodukte. Innovative Möglichkeiten ergeben sich dabei vor allem durch das Kaltform- und One-Shot-Verfahren. Das Prinzip der One-Shot-Technik wurde zwar schon 1930 erfunden, ist aber auf eine rechnergestützte Steuerung angewiesen und konnte sich daher erst in den letzten Jahren entscheidend entwickeln. Das One-Shot-Verfahren ermöglicht die Erzeugung gefüllter Schokoladenprodukte „in einem Schuss‛, d.h. im Flüssigzustand beider Stoffkomponenten. Schokoladenund Füllmasse werden durch Düsen so in eine oben offene Form gedrückt, dass die Schokolade eine geschlossene Hülle um den Füllmassekern bildet. Nach Kühlung und Verfestigung kann die Fertigpraline der Form entnommen werden. Bei der traditionell angewandten Ausformverfahrenstechnik (Formwende- oder Schleudertechnik) mit Einbringen der Füllmasse jeweils in die vorgefertigte Hülse oder in den Schokoladenhohlkörper sind mehrere maschinentechnische Arbeitsschritte und Kühlphasen erforderlich. Die Kühlphasen für Schokoladenhülse und Füllung verlaufen beim One-Shot-Verfahren zeitlich parallel und reduzieren dadurch die Prozesszeit erheblich. Weiterhin werden bei der One- Shot-Technik nur die exakt benötigten Mengen an Schokoladenmasse und Füllgut eindosiert, so dass Stoffrückläufe und damit verbunden Materialverluste nicht eintreten können sowie keine Aufarbeitung der Rückläufe zu erfolgen hat. Da im One-Shot-Verfahren zwei Massen flüssig in Kontakt kommen, ist der Stoffaustausch zwischen beiden Teilen intensiver als bei konventionellen Produkten. Daraus kann sich eine eingeschränkte Haltbarkeit der Produkte durch rasche Fettmigration oder hohe Fettreiftendenz ergeben. Über den Zusammenhang zwischen Produktionsparametern und der erzielbaren Haltbarkeit herrschte bisher Unsicherheit. Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, Einflussgrößen des One-Shot-Prozesses so zu quantifizieren, dass der Verfahrensablauf sicher industriell beherrscht werden kann. Neben der Ermittlung optimaler Verfahrensparameter sollten darüber hinaus fundierte Aussagen zur Haltbarkeit der One-Shot-Produkte gewonnen werden. Forschungsergebnis: Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die Haltbarkeit von Pralinen aus folgenden Versuchsserien untersucht a) Vergleich von Pralinen aus konventioneller und One-Shot-Herstellung b) Verschiedene One-Shot-Pralinen mit unterschiedlicher Füllung c) One-Shot-Pralinen mit unterschiedlichem Ölgehalt in der Füllung d) One-Shot-Pralinen mit variierten Verfahrensparametern wie Viskosität der verwendeten Massen, Temperatur von Form und Kühltunnel, zeitlichem Ablauf des Kühlens e) Vergleichbare Produkte aus verschiedenen One-Shot-Anlagen. Als Methoden wurden die Bestimmung von Füllungsöl in Schokoladenhülsen mittels DSC und NMR, Texturanalysen an gefüllten Pralinen, visuelle Beurteilung des Fettreifs sowie Bilddokumentation anhand Scanner eingesetzt. Im Vergleich zu konventionell geschleuderten Pralinen findet beim One-Shot-Verfahren schon während der Herstellung eine teilweise Durchmischung der Massen statt. So ist die Hülse in frischen One-Shot-Produkten merklich weicher als eine entsprechende Hülse einer konventionellen Praline. Die Ergebnisse legen nahe, dass sich bei der Herstellung eine ölreiche Zwischenschicht am inneren Rand der Schokoladenhülse bildet, unabhängig von der Form. Diese Zwischenschicht ist dafür verantwortlich, dass der Diffusionsgradient erniedrigt und die Migration während der Lagerzeit stark verlangsamt wird. One-Shot-Pralinen haben damit ein deutlich verändertes Lagerverhalten, erreichen aber ungefähr die gleiche Haltbarkeit bzw. Fettreifstabilität wie konventionell hergestellte Pralinen. Bei der Herstellung ist eine vergleichbare Viskosität beider Massen zwingend erforderlich. Für die Haltbarkeit spielen erwartungsgemäß auch der Gehalt und die Mobilität an Öl in der Füllung eine entscheidende Rolle. Hoher freier Füllungsölgehalt bewirkt relativ starke Migration und in Folge frühen Fettreif auf der Oberfläche der Schokoladen. In dieser Hinsicht unterscheiden sich One-Shot-Produkte nicht von konventionell hergestellten Pralinen. Die Verweilzeit der noch flüssigen Produkte vor dem Kühltunnel hat nur geringen Einfluss auf die spätere Haltbarkeit. Die sofortige Kühlung wirkt insbesondere bei fettreicher gefüllten Produkten stabilisierend. Weitere Verfahrensparameter wie die Temperatur der Formen und die Kühltemperatur können im späteren Stadium der Lagerung eine Rolle spielen. Eine Temperatur von 13 °C scheint sowohl für die Form als auch den Kühlkanal günstig. Insgesamt zeigt sich, dass bei den in der Praxis üblichen schnellen Dosierungen und den gängigen Kühltemperaturen für Formen und Kühler keine spezifischen Einflüsse auf Fettreifstabilität oder Festigkeit der Hülsen zu erwarten sind.

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