Na potrzeby tego artykułu przyjrzyjmy się zwykłej tabliczce czekolady, bez żadnych dodatków. Taki produkt można znaleźć na całym świecie w niemal każdym sklepie spożywczym lub cukierniczym; zazwyczaj określa się go jako białą, mleczną lub gorzką.

Cała różnorodność wynika z jadalnych nasion zawartych w owocach drzewa kakaowego, które rośnie w tropikalnych regionach okołorównikowych. Po oczyszczeniu nasiona te muszą zostać poddane fermentacji, a następnie prażeniu. W ten sposób powstaje masa kakaowa, stanowiąca podstawę do wielu zastosowań.

Z masy kakaowej wytwarza się masło kakaowe i stałe składniki kakao, które znajdują zastosowanie w produktach spożywczych, a także służących do pielęgnacji ciała.  Jeśli chodzi o tabliczki czekolady, są one zazwyczaj słodzone i modyfikowane w stosunku do czystej postaci, która jest bardzo gorzka. Do wielu rodzajów dodaje się mleko (płynne, skondensowane lub w proszku), ale jego dodawanie nie jest obligatoryjne. Zróżnicowanie zawartości substancji stałych kakao i masła kakaowego w czekoladzie w różnym stopniu skutkuje podziałem na różne rodzaje czekolad (od ciemnej do białej).

Ogólnie rzecz biorąc, ciemna czekolada charakteryzuje się wysokim stosunkiem zawartości kakao w postaci stałej do masła kakaowego i może zawierać mleko lub nie. Może być słodzona lub niesłodzona. Czekolada mleczna to znacznie szersza kategoria, zawierająca mniej substancji stałych kakao, ale niekoniecznie inną zawartość masła kakaowego w porównaniu z czekoladą gorzką, ponieważ dodaje się do niej również tłuszcze mleczne. Czekolada mleczna jest również słodzona, np. cukrem lub jego zamiennikami.  Czekolada biała nie zawiera w ogóle substancji stałych kakao i mieszanką masła kakaowego i mleka wraz ze słodzikami.

Klasyfikacja czekolady: https://en.wikipedia.org/wiki/Types_of_chocolate#By_country/region 

Co sprawia, że Twoja ulubiona czekolada jest wyjątkowa?

Oczywiście do tabliczek czekolady dodaje się różne składniki, aby wpłynąć na szereg cech, takich jak aromat, konsystencja i wrażenia smakowe, a także – co oczywiste – aby wzbogacić smak. Pochodzenie ziaren kakaowych, podobnie jak w przypadku kawy, może nadawać gotowej czekoladzie określone cechy. Proces produkcji również odgrywa kluczową rolę w określaniu np. tego, czy czekolada charakteryzuje się charakterystycznym dźwiękiem podczas łamania lub ma wyrazisty zapach, co wyróżnia ją spośród innych marek. W niektórych przypadkach tłuszcze roślinne są wykorzystywane do zastąpienia części tłuszczów kakaowych, choć w niektórych krajach produkt taki może nie być prawnie uznawany za „czekoladę”. Modyfikacje sprawdzonych receptur niektórych marek czekolady budziły niekiedy negatywne reakcje konsumentów, którzy odczuwali zmianę jakości. Czekolada jest naprawdę nierozerwalnie związana z naszymi sercami.

Analiza parametrów jakościowych czekolady

Nikt nie chciałby otrzyma od kogoś, a tym bardziej podarować komuś kiepskiego prezentu, a zwłaszcza przeterminowanej czekolady z wątpliwego źródła. Poniżej przedstawiamy kilka interesujących analiz dotyczących różnych parametrów jakościowych czekolady, które można określić w laboratorium.

Analiza zawartości cukrów metodą chromatografii jonowej (IC)

Większość rodzajów czekolady zawiera cukry lub ich substytuty, które mają na celu złagodzenie charakterystycznej goryczy. Biorąc pod uwagę różne przepisy dotyczące etykietowania żywności oraz wartości odżywczych, dokładne podawanie informacji o zawartości cukrów ma duże znaczenie zarówno dla producentów, jak i konsumentów. Analizę zawartości cukrów w czekoladzie można przeprowadzić przy użyciu chromatografu jonowego wyposażonego w detektor amperometryczny. Przykładowy chromatogram tej analizy przedstawiono poniżej

Odważono niewielką ilość dostępnej w handlu słodzonej czekolady mlecznej i rozpuszczono ją w wodzie ultraczystej. Po dalszym przygotowaniu próbki przy użyciu systemu ultrafiltracji, próbkę (20 µl) wprowadzono do kolumny Metrosep Carb 2 – 150/4,0 i poddano rozdzielaniu przy użyciu eluentu alkalicznego. Jak widać, zarówno laktoza, jak i sacharoza ulegają elucji bez nakładania się w czasie krótszym niż 20 minut.

Dowiedz się więcej o systemie ultrafiltracji przeznaczonym do trudnych matryc próbek.

Kiedy należy wymienić membranę filtracyjną podczas ultrafiltracji?

W tym przykładzie zawartość cukru podano na etykiecie jako 47 g na porcję 100 g (470 g/kg). Stężenie laktozy wyniosło 94,6 g/kg, a sacharozy – 385,6 g/kg. Aby dowiedzieć się, jakie inne węglowodany, substancje słodzące i inne składniki można oznaczyć w żywności i napojach za pomocą chromatografii jonowej pobierz poniżej nasz bezpłatny e-book poświęcony analizie żywności i napojów.

Nowe spojrzenie na analizę żywności i napojów

Zawartość laktozy w czekoladzie bezlaktozowej

Dokładny pomiar zawartości laktozy w produktach bezlaktozowych, w tym w czekoladzie, ma szczególne znaczenie dla konsumentów cierpiących na nietolerancję laktozy i dolegliwości trawienne po jej spożyciu. Produkty spożywcze oznaczone jako bezlaktozowe muszą spełniać wytyczne dotyczące faktycznej zawartości laktozy, która nie może wynosić zero. Produkty spożywcze zawierające mniej niż 0,1 g laktozy na 100 g (lub 100 ml) są najczęściej deklarowane jako bezlaktozowe. Oznaczenie zawartości laktozy w czekoladzie jest możliwe za pomocą chromatografii jonowej (IC). Poniżej przedstawiono nałożenie wykresów zarejestrowanych dla rozpuszczonej próbki czekolady z dodatkiem laktozy, którą analizowano za pomocą chromatografu jonowego z detekcją amperometryczną.

Próbka zawierała 0,6 mg laktozy na 100 g, a pik laktozy wystąpił przy 13,2 minuty. Czarna linia przedstawia próbkę czekolady bez laktozy, (bez dodatku); linie czerwona i niebieska to próbki z dodatkiem laktozy o rosnącym stężeniu. W celu przygotowania próbek około 2,5–5 g czekolady, rozpuszczono w podgrzanej wodzie ultraczystej, stosując odczynniki Carreza w celu usunięcia nadmiaru białek i tłuszczów z matrycy próbki. Następnie przeprowadzono wirowanie próbek, po czym nastąpiło bezpośrednie wprowadzenie supernatantu (10 µl) do systemu chromatografii jonowej (IC). Pomiar przeprowadzono przy użyciu kolumny  Metrosep Carb 2 – 250/4,0 oraz eluentu alkalicznego.

 Interesują Cię pomiary zawartości laktozy metodą chromatografii jonowej? Pobierz nasze bezpłatne notatki aplikacyjne poniżej

Oznaczanie zawartości wody metodą miareczkowania Karla Fischera

Zawartość wody w produktach spożywczych, w tym w czekoladzie, może wpływać na ich okres przydatności do spożycia i stabilność, a także oddziaływać na inne właściwości fizyczne i chemiczne. Ponadto na etapie przetwarzania zawartość wody wpływa na właściwości płynięcia masy czekoladowej. W oficjalnej metodzie AOAC nr 977.10 miareczkowanie metodą Karla Fischera wymieniono jako dopuszczalną metodę analizy zawartości wilgoci w produktach kakaowych.

Sposób oznaczania zawartości wilgoci w różnych produktach czekoladowych przedstawiono na poniższym posterze, który można pobrać. Przykładowo, kilka próbek (n = 10) ciemnej czekolady (zawartość kakao 45%) poddano analizie pod kątem zawartości wilgoci metodą miareczkowania Karla Fischera. Wyniki wykazały zawartość wody na poziomie 0,96% przy względnym odchyleniu standardowym (RSD) wynoszącym 2,73%. Więcej informacji na temat tej analizy można znaleźć na naszym posterze poświęconym automatycznemu oznaczaniu zawartości wody w czekoladzie lub w rozdziale 11.6  monografii poświęconej miareczkowaniu metodą Karla Fischera.

Automatyczne oznaczanie wody w czekoladzie

Monografia: Oznaczanie zawartości wody techniką miareczkowania Karla Fischera

Oznaczanie stabilności oksydacyjnej techniką Rancimat

Stabilność oksydacyjna jest ważnym kryterium  oceny jakości czekolady, ponieważ dostarcza informacji na temat długoterminowej trwałości produktu. Kakao zawiera różne flawonoidy, które pełnią rolę przeciwutleniaczy. Chociaż zawartość flawonoidów może się różnić w zależności od rodzaju czekolady, ogólnie rzecz biorąc, im większa zawartość substancji stałych kakao w czekoladzie, tym większe jest jej działanie przeciwutleniające. Urządzenie 892 Professional Rancimat produkcji Metrohm służy do określania stabilności oksydacyjnej produktów spożywczych i kosmetyków zawierających tłuszcze. Metoda Rancimat przyspiesza proces starzenia próbki i pozwala zmierzyć czas indukcji lub wskaźnik stabilności oksydacyjnej.

Czekolady nie da się zmierzyć bezpośrednio klasyczną metodą Rancimat, ponieważ nie uzyskuje się czasu indukcji pozwalającego na dokonanie oceny.  Wynika to z wielu przyczyn: np. zbyt niska zawartość tłuszczu. Zazwyczaj konieczne jest oddzielenie tłuszczu od czekolady, ale nie jest to regułą. Więcej informacji na temat metody Rancimat można znaleźć w naszym artykule na blogu poświęconym tej tematyce oraz pobrać naszą bezpłatną notę aplikacyjną na ten temat. W tej nocie aplikacyjnej określono stabilność oksydacyjną białej, mlecznej i ciemnej czekolady bez konieczności stosowania ekstrakcji.

Jak sprawdzić czy oleje spożywcze są zjełczałe?

Szybkie oznaczenie stabilności oksydacyjnej czekolady bez przygotowania próbki

Woltamperometryczne oznaczanie kadmu w czekoladzie

W niektórych glebach występuje toksyczny pierwiastek kadm (Cd) w podwyższonych stężeniach i o wysokiej biodostępności. W takich warunkach drzewa kakaowe mogą gromadzić kadm w ziarnach. Czekolada wyprodukowana z ziaren pochodzących z takich upraw będzie zawierała podwyższone stężenie kadmu. Typowe wartości graniczne zawartości kadmu (Cd) w czekoladzie w Unii Europejskiej wynoszą od 100 µg/kg do 800 µg/kg (rozporządzenie Komisji UE nr 1881/2006) w zależności od zawartości kakao w czekoladzie. Woltamperometrię anodową (ASV) można wykorzystać do dokładnego oznaczania śladowych ilości kadmu w czekoladzie, nawet do około 10 µg/kg. Metoda ta jest prosta w wykonaniu, specyficzna i wolna od zakłóceń.

Próbki czekolady poddaje się najpierw mineralizacji poprzez spopielanie na sucho w piecu w temperaturze 450 °C przez kilka godzin. Pozostały popiół rozpuszcza się następnie w zakwaszonej matrycy. Następnie przeprowadza się oznaczenie kadmu na urządzeniu 884 Professional VA.

Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak przeprowadzić analizę, pobierz naszą bezpłatną notę aplikacyjną.