本文摘要

众所周知，巧克力在味觉中占有特殊的地位，很大程度上它的魅力在于其独特的口感。而绵密的口感取决于巧克力中脂肪相的成分以及悬浮在脂肪中的可可、牛奶和糖颗粒的大小。本文中我们将通过激光衍射测量不同巧克力的粒度分布，来讨论粒度对巧克力口感的影响，及其对优化生产工艺的帮助。

巧克力中颗粒大小的重要性

巧克力生产商对消费者进行的广泛研究表明，一旦大量颗粒超过 30 微米，口感就会开始变差，消费者会认为巧克力质量较差。

粒度是影响最终产品质地的主要因素，可通过研磨和凝固这两个研磨步骤来控制[1]。这两个步骤都需要耗费大量的时间和精力，因此如果能更好地控制粒度，除了能保证产品质量外，还能通过优化工艺节省大量成本。激光粒度仪（如 Mastersizer 3000）既可用于实验室环境，也可用于生产线旁，以测量生产过程中不同阶段的材料粒度。

早期巧克力生产中，添加牛奶是个问题，因为牛奶是一种季节性产品，当制造商想制作巧克力在圣诞节销售时，牛奶已经过季了。解决这个问题的办法有两个：使用奶粉或奶屑。奶屑是将牛奶、糖和可可固体一起烘干，形成的奶基复合颗粒[1]。干燥后的奶屑可以储存起来，供全年使用。虽然，现在鲜奶可以全年供应，奶屑工艺成本较高，但由于奶屑巧克力与奶粉巧克力的风味不同，所以，奶屑工艺仍用于保持某些品牌的特色风味而存在。

在本文中对比了黑巧克力、牛奶巧克力和白巧克力的粒度分布差异，并对其口感影响进行解析。在第二个实验中，比较奶屑巧克力和奶粉巧克力的粒度分布，解释了奶屑巧克力工艺成本高的原因。

材料与方法

为了尽量减少巧克力生产过程中的变化和成分变化，我们选择了同一系列和品牌的黑巧克力、牛奶巧克力和白巧克力进行测量。黑巧克力、牛奶巧克力和白巧克力的微粒成分见表 1。

表 1：不同类型巧克力中的微粒成分

使用超声波对巧克力样品进行预分散，并使用配备 Hydro MV 分散装置的 Mastersizer 3000 进行测量。

测试结果

三种巧克力的粒度分布形状存在明显差异（图 1）。

图 1：一家制造商生产的不同类型巧克力的粒度分布图

它们有一些共同的特征：大颗粒峰约为 30 微米，小颗粒峰约为 5 微米。需注意，30 微米峰在黑巧克力中表现为轻微的肩状。这些粒径的比例会因巧克力的种类而异，并且可能与不同成分的存在及其比例有关。例如，大颗粒似乎与从黑巧克力到牛奶巧克力再到白巧克力中糖含量的逐渐增加相对应。由于在黑巧克力中这些大颗粒的比例要小得多，因此消费者会认为其具有更顺滑、更奢华的口感，而其他巧克力则不然。

从黑巧克力到牛奶巧克力再到白巧克力，Dv50 和 Dv90 的粒度都在增加，而 Dv10 没有明显变化（表 2）。由于巧克力制造商的主要兴趣在于检测是否存在大颗粒，因此关键参数通常是 Dv95 或甚至 Dv98，在这些参数中我们可以检测到巧克力类型之间的显著差异。另外，也可以直接从分析中获得 30 微米以上的比例。

表 2：不同类型巧克力中 30 微米以上颗粒的百分位数和比例

奶粉和奶屑巧克力中的颗粒大小

同一制造商生产的奶粉巧克力和奶屑巧克力的粒度分布见图 2，粒度统计见表 3。

图 2  一家制造商生产的奶粉和奶屑牛奶巧克力的粒度分布

在这幅粒径分布图中，巧克力的混合材料性质再次显现出来，其粒度分布同样呈多峰分布。与奶屑巧克力相比，奶粉巧克力中的两个主要峰更为接近。而奶屑巧克力中有一种奶粉巧克力中没有的细粒峰。这些特点使奶屑巧克力和奶粉巧克力在粒度分布和质地上各具特色。

这些差异的根源在于不同的配方和加工工艺。奶酥巧克力的 Dv90 值低于奶粉巧克力，因此消费者会认为奶屑巧克力口感更细腻。这可能是巧克力质量的真实反映，也可能与每个品牌的口味和质地有关。因为奶屑巧克力中的奶基复合颗粒进入加工过程时的粒度比奶粉颗粒更大，奶屑巧克力的研磨工序要比奶粉巧克力更长，成本也更高。

表3  奶粉和奶酥巧克力中上述颗粒的百分位数和比例

结论

粒径超过 30 微米的颗粒是巧克力质量的关键参数。激光衍射仪是巧克力质量控制测量的理想仪器，因为它可以检测到与加工和产品类型有关的粗颗粒的变化。粒度大于 30µm 的颗粒所占的比例可以很容易地测量出来。

参考文献：

[1] Beckett, S. T. (2008). The Science of Chocolate (2nd ed.). York: Royal Society of Chemistry.