De correlatie tussen instrumentele en sensorische analyse van chocolade

Transcriptie

1 Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Academiejaar De correlatie tussen instrumentele en sensorische analyse van chocolade Gil De Clercq Promotoren: Prof. dr. Xavier Gellynck, Prof. dr. ir. Koen Dewettinck Tutor: ir. Sara De Pelsmaeker Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van Master in de bio-ingenieurswetenschappen: Levensmiddelenwetenschappen en voeding

2 WOORD VOORAF i Woord Vooraf In de eerste plaats wil ik mijn promotoren Prof. dr. Xavier Gellynck en Prof. dr. ir. Koen Dewettinck, bedanken om mij de kans te geven dit onderzoek uit te voeren. Mijn speciale dank gaat uit naar mijn begeleidster, ir. Sara De Pelsmaeker, voor het verbeteren en het herlezen van deze scriptie en het beantwoorden van al mijn vragen/problemen. Ook zou ik graag de 48 consumenten bedanken die het zagen zitten om anderhalf uur over chocolade te praten en vooral te eten, waardoor zelfs de echte chocoholics eventjes genoeg hadden van chocolade. Ook de 9 mensen van het getraind panel die, ondanks hun zeer drukke agenda, vele keren de chocolade evalueerden, ben ik zeer dankbaar. Bedankt aan ir. Claudia Delbaere, Benny Lewille, Corine Loijson en ir. Bart Heyman van de vakgroep voedselveiligheid en voedselkwaliteit, voor het helpen met de instrumentele analyses van de chocolades. Verder wil ik ook Prof. dr. ir. Paul Van der Meeren en Quenten Denon bedanken voor het ter beschikking stellen van de Mastersizer en hun deskundige uitleg. Nicolas Vanaise van chocolaterie Yuzu, Bram Hullebroeck van chocolaterie Burie en Rob Jolie van chocoladeproducent Bouchard verdienen een plaats in dit dankwoord. Ze maakten de tijd vrij om mijn vragen te beantwoorden en mij de link tussen de chocoladetheorie en -praktijk te illustreren. Lang leve alle Poetjes, de kampioenenploeg, voor de onstpannende voetbaluurtjes en de nabesprekingen in Café Koepuur. Een grote dankuwel aan Jolien, Margot, Jelle, Philippe, papa en mama voor het nalezen en verbeteren van deze thesis. Jolien, merci voor alle hulp, ilysmicmuadu! Als laatste wil ik vooral mijn ouders bedanken voor alle steun, hulp en geduld tijdens mijn studies. Bedankt voor alles! Gil De Clercq

3 TOELATING TOT BRUIKLEEN ii Toelating tot bruikleen De auteur en de promotoren geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie. The author and the promotors give the permission to use this thesis for consultation and to copy parts of it for personal use. Every other use is subject to the copyright laws; more specifically the source must be extensively specified when using results from this thesis. Gent, juni 2012 De promotoren, De tutor, De auteur, Prof. dr. Xavier Ghellynck ir. Sara De Pelsmaeker Gil De Clercq Prof. dr. ir. Koen Dewettinck

4 SAMENVATTING iii Samenvatting Chocoladekwaliteit kan worden opgesplitst in vier sensorische domeinen: het uitzicht, aroma, textuur en de smaak. Het zijn vooral de ingrediëntensamenstelling en het gevolgde productieproces die deze sensorische domeinen karakteriseren. Een sensorische evaluatie van chocolade kan op twee manieren worden uitgevoerd. Enerzijds kan een subjectieve mening over de voorkeuren van de consument worden getest en anderzijds kunnen objectieve resultaten worden, bekomen met behulp van een getraind panel. In dit onderzoek wordt getracht om de eisen van de consument, met betrekking tot de vier sensorische attributen, voor te stellen in sensorische wielen, voor witte, melk- en fondantchocolade. Deze sensorische wielen geven de kwaliteitsparameters weer in chocolade, die keuzebepalend zijn voor de consument. Vervolgens werd de chocolade instrumenteel gekarakteriseerd in het labo en sensorisch geëvalueerd door een getraind panel in het Sensolab, op basis van de descriptoren bekomen door de consumenten. Deze testen werden uitgevoerd op drie commerciële witte, melken fondantchocolademerken. Een vergelijking van de instrumentele en sensorische resultaten kan tussen de chocoladegroepen en binnen de chocoladegroepen worden gemaakt. De correlatie tussen de instrumentele en de sensorische resultaten werd nagegaan door interpretatie en visuele voorstelling in PCA figuren. Zo werd een sterke correlatie gevonden tussen de instrumentele hardheid en de sensorische hardheid en knak tussen witte, melken fondantchocolalde, als binnen de witte en de melkchocolademerken. Andere, meer uitgesproken correlaties, waren moeilijk te identificeren.

5 ABSTRACT iv Abstract Chocolate quality can be divided into four sensory areas: appearance, aroma, texture and taste. These domains are characterized mainly by ingredient composition and the chocolate production process. These areas can be tested instrumentally, or by sensory evaluation. A sensory evaluation can be approached in two ways. A first way is to test the the preferences of the consumers and have an idea of the subjective preferences, this however requires a large sample size. A second way, that obtains objective results, is by means of a trained panel. This research aims to define the demands of consumers with respect to the four sensory attributes and visualize them in flavour lexicons for white, milk and dark chocolate. These wheels represent the sensory quality chocolateparameters on which the consumer determines his choice. Based on the descriptors obtained by the consumer, three commercial brands were tested instrumentally in the lab and were evaluated by a trained sensory panel in the Sensolab. A comparison of the instrumental and sensory results can be made between white, milk and dark chocolate and within those groups. The correlation between the instrumental and sensory results was assessed by visual interpretation and representation in PCA figures. A strong correlation between the instrumental hardness and sensory hardness and crack between the chocolate groups and within the brands of white and milkchocolate was found. However, other correlations weren t as identifiable.

6 INHOUDSOPGAVE v Inhoudsopgave Woord Vooraf Toelating tot bruikleen Samenvatting Abstract Inhoudsopgave Gebruikte afkortingen i ii iii iv iv viii 1 Inleiding 1 2 Literatuurstudie Wereldproductie, verwerking en consumptie van cacao en chocoladeproducten Productie en verwerking van cacaobonen Overzicht van de chocoladeconsumptie in Europa Chocoladewetgeving in België Productieproces chocolade Oogst en na-oogst procesmethoden Verwerkingsprocessen van chocolade Invloeden op de sensorische waarneming van chocolade Invloed van het genotype Invloed van de ingrediënten Invloed van opslag Het sensorische karakter van chocolade Uitzicht Textuur Smaak Flavour en aroma Correlaties sensorische en instrumentele analyse

7 INHOUDSOPGAVE vi Correlaties voor productontwikkeling Thesisoverzicht en onderzoeksvragen Materiaal en methoden Focusgroepen Sensorisch wiel De sensorische en instrumentele analyse van descriptoren Chocoladestalen Instrumentele analyse van de chocolade Sensorische analyse Statistische analyse Chocoladeproducenten en verwerkers Resultaten Sensorische wielen Witte chocolade Melkchocolade Fondantchocolade Conclusie Instrumentele analyse Witte chocolade Melkchocolade Fondantchocolade Vergelijken tussen chocoladegroepen Vergelijken binnen chocoladegroepen Sensorische analyse Witte chocolade Melkhocolade Fondantchocolade Vergelijken tussen chocoladegroepen Vergelijken binnen chocoladegroepen Correlatie tussen de instrumentele en sensorische resultaten Vergelijken tussen chocoladegroepen Vergelijken binnen chocoladegroepen Bedrijfsbezoeken Yuzu - Nicolas Vanaise Chocolaterie Burie - Bram Hullebroeck Bouchard - Rob Jolie

8 INHOUDSOPGAVE vii 5 Discussie Focusgroepen Instrumentele en sensorische analyse Vergelijking tussen chocoladegroepen Vergelijking binnen chocoladegroepen Correlatie tussen instrumentele en sensorische analyse conclusie 76 A Productie verwerking en consumptie 78 B Vorming van flavourprecursoren 80 C Voedselkeuze van de consument 82 D The House of Quality for chocolate 83 E Script Focus Groep 84 F Chocolades geëvalueerd tijdens de focussessies 87 G Invullijst focussessies 88 G.1 Appearance G.2 Aroma (w = white, m = milk, d = dark) G.3 Texture G.4 Taste H Ingedriëntensamenstelling 92 I SFC-procedure 95 J Geëvalueerde descriptoren 97 K Sensorische spiderwebs 99 L Sensorische TI-testen 103 Bibliografie 105 Lijst van figuren 109 Lijst van tabellen 111

9 GEBRUIKTE AFKORTINGEN viii Gebruikte afkortingen ICCO WCF ICA CBE CIE SFC DSC PGD QDA BW CW CDW CM CDM JM BF FF LF PCA International Cocoa Organisation World Cocoa Foundation International Confectionery Association Cacaoboter equivalent Commision International de l Eclairage Solid Fat Content Differential scanning calorimetry Partikelgrootte distributie Quantitative Descriptive Analysis Bellarom wit Carrefour wit Côte d Or wit Carrefour melk Côte d Or melk Jacques melk Bellarom fondant Fairglobe fondant Lindt fondant Principal component analysis

10 INLEIDING 1 Hoofdstuk 1 Inleiding Chocolade is een suspensie van vaste deeltjes in een continue fase van cacaoboter. Het is de ingrediëntensamenstelling en het productieproces die een grote invloed hebben op de sensorische waarneming van chocolade door de consument. De chocoladeproducent optimaliseerd de procesparameters en de ingrediëntensamenstelling om een chocolade te produceren met een zo goed mogelijke sensorische kwaliteit. De chocoladekwaliteit kan worden opgesplitst in vier sensorische domeinen: het uitzicht, aroma, textuur en de smaak. Binnen deze sensorische domeinen kan dieper ingegaan worden op verschillende sensorische karakteristieken, die de chocolade volledig karakteriseren. De basis van dit onderzoek zijn de verwachtingen en de eisen van de consument met betrekking tot de kwaliteit van een goede chocolade in kaart te brengen. Hierbij werden consumenten onderverdeeld in focusgroepen, waarbij de sensorische attributen van witte, melk- en fondantchocolade werden bediscussieerd en geëvalueerd. De gevonden descriptoren en de relatieve belangrijkheid ervan werden opgenomen in sensorische wielen. Deze sensorische wielen geven een beeld over de kwaliteitsparameters van de vier sensorische attributen in chocolade, die de voorkeur en de keuze van de consument bepalen. Het tweede deel van dit onderzoek had als doel de gevonden descriptoren door de consument enerzijds instrumenteel te meten en anderzijds sensorisch te evalueren door een getraind panel. Hiervoor werden voor de witte, melk- en fondantchocolade elk drie merkchocolades aangekocht. Er werd getracht om na te gaan of een getraind panel de verschillende instrumentele significante verschillen al dan niet kan reproduceren. Aan de hand van interpretatie en correlatie kan worden nagegaan in hoever de sensorische evaluaties de instrumentele metingen benaderen. Wanneer sterke correlaties tussen de descriptoren kunnen

11 INLEIDING 2 worden gevonden kan er een mogelijkheid zijn voor chocoladebedrijven om de chocolade te evalueren door een getraind panel in plaats van te analyseren met dure instrumenten. Deze evaluaties kunnen gebruikt worden bij de kwaliteitsbepaling van chocolade, nieuwe productontwikkelingen of een link vormen tussen de consumenten en het chocoladebedrijf. Tot slot werden enkele chocoladeverwerkende bedrijven geïnterviewd om de sensorische wielen, opgesteld door de consument, te bespreken en de belangrijkheid van de descriptoren te toetsen aan de fabrikant.

12 LITERATUURSTUDIE 3 Hoofdstuk 2 Literatuurstudie Deze literatuurstudie schetst eerst een algemeen beeld van de wereldproductie, -verwerking en -consumptie van cacao en chocoladeproducten. Daarna wordt dieper ingegaan op het productieproces, de invloed hiervan op de sensorische waarneming en de verschillende aspecten die de sensorische waarneming definiëren. Ten slotte worden correlaties tussen instrumentele en sensorisch data besproken. 2.1 Wereldproductie, verwerking en consumptie van cacao en chocoladeproducten Productie en verwerking van cacaobonen Cacao is wereldwijd één van de belangrijkste handelsgewassen, zowel voor de producerende als voor de verwerkende landen. Figuur 2.1 geeft de gemiddelde productiehoeveelheid weer tussen 1992 en 2010 (FAOSTAT, 2010). De productie van cacaobonen is gecentraliseerd in gebieden tussen de Kreeft- en de Steenbokskeerkring. Deze gebieden hebben een ideaal klimaat voor de groei van de Theobroma Cacao L.. De cacaoboom bestaat uit 4 hoofdtypes: Criollo, Forastero, Nacional en Trinitario. De Forasterotypes groeien hoofdzakelijk in West- Afrika en domineren meer dan 70% van de wereldproductie (Fowler, 1999). In bedroeg de wereldcacaoproductie ton. Meer dan 70% daarvan is afkomstig uit West-Afrika met Ivoorkust als grootste cacaoproducent. De andere continenten bedragen een beduidend kleiner percentage: Zuid-Amerika (12,1% ), Azië en Oceanië (17,5% ) (International Cocoa Organisation, ICCO, 2010). Bijlage A geeft een overzicht van de productiecijfers van (ICCO, 2010).

13 LITERATUURSTUDIE 4 Figuur 2.1: Gemiddelde productiehoeveelheid per land (ton) tussen 1992 en 2010 (FAOSTAT, 2010) Deze productiecijfers zijn vooral afhankelijk van de klimaat- en weersomstandigheden. Ook de politieke en economische toestand hebben een grote invloed. Immers, in tegenstelling tot de geïndustrialiseerde landbouw, zijn het meestal kleine landbouwbedrijven die instaan voor de productie van cacao. Het algemeen probleem bij deze bedrijven is het gebrek aan organisatie en landbouwpraktijken. Door een grote wereldwijde vraag naar cacaobonen worden inspanningen geleverd door Westerse landen om deze problematiek aan te pakken (Afoakwa, 2010). Zo stemde het Europees parlement, in 2012, een notie goed voor resolutie tegen kinderarbeid in de cacaosector (Oxfam, 2012). De vraag naar cacaobonen door verwerkende landen kan worden afgeleid uit de grinding data. Deze data geeft de hoeveelheid ton cacaobonen weer die worden verwerkt in de proceslanden (Bijlage A, World Cacao Foundation, WCF, 2010). De verwerking van de cacaobonen gebeurt voornamelijk door Europa (41,1% ) en Amerika (21,7% ). De belangrijkste verwerkers van cacaobonen in Europa zijn Nederland en Duitsland (samen ton). België verwerkt jaarlijks een ton (WCF,2010). De belangrijkste bedrijven voor de verwerking van cacaobonen zijn Cargill, ADM, Barry-Callebaut, Petra Foods en Blommer. Deze bedrijven verwerken meer dan 50% van de totale verwerkte cacaobonen en distribueren de geproduceerde industriële chocolade naar chocoladebedrijven en artisanale ondernemingen (Oxfam, 2009).

14 LITERATUURSTUDIE Overzicht van de chocoladeconsumptie in Europa De totale gemiddelde chocoladeconsumptie in Europa bedraagt 5,7 kg per inwoner per jaar (International Confectionary Association, ICA, 2007). Chocoladeconsumptie is het hoogst in de Noord-Europese landen en in landen die gekend zijn om hun chocolade erfgoed. Zwitserland is leider in de chocoladeconsumptie met 10,2 kg per inwoner per jaar. Daarna volgen Duitsland en België met meer dan 9 kg chocolade inwoner per jaar. In de consumptiedata is ook de chocoladeverkoop aan toeristen gerekend. De jaarlijkse chocoladeconsumptie per capita is terug te vinden in Bijlage A (ICA, 2007). Zestig procent van de chocolademarkt wordt gedomineerd door een klein aantal chocoladebedrijven: Kraft/- Cadbury, Mars, Nestlé, Hershey s en Ferrero (Oxfam, 2009) Chocoladewetgeving in België De reglementering van chocolade in België is samengevat in het Koninklijk Besluit inzake Cacao & Chocoladeproducten voor menselijke consumptie. Het besluit is in werking getreden in 2004 en bevat regels met betrekking tot de samenstelling, bereidingsspecificaties, verpakking en etikettering van cacao- en chocoladeproducten. In België en zeven andere lidstaten van de Europese Unie is het sinds 1973 verboden om andere vetten dan cacaoboter en melkvet te gebruiken bij de bereiding van chocolade. Volgens Europese richtlijn 2000/36/EG is het momenteel toegestaan om maximaal 5% plantaardige, aan cacaoboter equivalente (CBE), vetten te gebruiken mits dit vermeld wordt op het etiket. Na het goedkeuren van deze richtlijn werden internationale standaarden in de Codex Alimentarius aangepast zodat globaal de kwaliteit en de eenduidige definitie van chocolade wordt gewaarborgd ( geraadpleegd mei 2012). 2.2 Productieproces chocolade Bij de verwerking van de cacaoboon tot chocolade moeten enkele algemene processen doorlopen worden om een goede standaardkwaliteit te verkrijgen (Afoakwa, 2010). Verder zal elke fabrikant de procesparameters bepalen om zijn product te karakteriseren en aldus te voldoen aan de noden van de consument.

15 LITERATUURSTUDIE Oogst en na-oogst procesmethoden Oogst Het oogstproces van de cacaobonen loopt van september tot maart en is sterk afhankelijk van de weersomstandigheden. De peulvruchten van de cacaoboom bestaan uit cacaobonen en suikerrijke pulp. Na het oogsten van de rijpe vruchten worden de cacaobonen en het pulp handmatig geëxtraheerd. Het daaropvolgend fermentatie- en droogproces vinden meestal plaats in het land van herkomst (Afoakwa, 2010) Fermentatie Na de oogst ondergaan de cacaobonen, omgeven door een laagje vruchtvlees, een fermentatie. De cacaobonen worden afgedekt zodat het gistingsproces van de pulp kan starten. Wanneer de peulen worden opengebroken verliest de boon zijn steriliteit en volgt een microbiële aanval op de suikerrijke pulp. Het fermentatieproces bestaat uit twee fasen, een anaërobe en een aërobe fase. De eerste fase wordt gedomineerd door gisten, die zorgen voor een alcoholische fermentatie, een tweede oxidatieve condensatiefase wordt gedomineerd door melk- en azijnzuurbacteriën. Tijdens deze microbiële activiteit kan de temperatuur oplopen tot 45 o C (Lehrian and Patterson, 1983). De oxidatieve en hydrolytische reacties die plaatsvinden zullen een aantal biochemische complexen genereren, die dienen als flavour precursoren gedurende het rooster proces (Schwan et al., 1995). Genetische variëteit heeft een belangrijke invloed in dit proces, er wordt immers een andere enzymactiviteit waargenomen bij verschillende cacaovariëteiten. De duur van de fermentatie hangt af van het genotype van de boon, bvb.: Forastero: 5-6 dagen, Criollo: 1-3 dagen, Nacionale 4-5 dagen en Trinitario 7-9 dagen (Biehl et al., 1990) Drogen Na het fermentatieproces worden de cacaobonen gedroogd door de zon of door kunstmatige drooginstallaties. Tijdens het drogen zal het vochtgehalte van de bonen dalen van 60% tot ongeveer 6-8%, dit duurt gemiddeld 7-8 dagen (Afoakwa, 2010). Voor opslag en transport moeten de bonen minder dan 8% vochtgehalte hebben om schimmelgroei tegen te gaan en enzymreacties te blokkeren (Awua, 2002).

16 LITERATUURSTUDIE Verwerkingsprocessen van chocolade Wanneer de na-oogstprocessen zijn voltooid worden de bonen getransporteerd naar de cacaoverwerkende landen. De procesparameters, temperatuur en tijd, zijn afhankelijk van fabrikant tot fabrikant en het gewenste eindproduct (Afoakwa, 2010) Roosteren De bonen worden zorgvuldig schoongemaakt, gesorteerd volgens grootte en nadien geroosterd. Het roosterproces duurt in het algemeen 10 tot 40 minuten, bij een maximale temperatuur van 150 o C. De hitteoverdracht gebeurt via verwarmde oppervlakken of via hete luchtstromen. Het vochtgehalte wordt gereduceerd tot 3%. De zaden worden harder en broos en de zaadhuid komt los. De parameters van het roosterproces hangen af van de rijpheid van de zaad, het vochtgehalte, de grootte en voorgaande verwerkingsstappen. Na het roosteren worden de bonen gekoeld waardoor het roosterproces volledig stopt. Alleen de zaadlobben van de cacaoboon zijn waardevol voor de chocoladeproductie. Zeven zorgt voor het verwijderen van de zaadhuid en de kiemwortels (Minifie, 1989) Grinden, verfijnen Het grinden van de cacaokernen dient om een zo laag mogelijke viscositeit te verkrijgen. De mechanische warmte die vrijkomt tijdens het malen van de zaadlobben zal resulteren in een vloeibare cacaomassa door de vrijstelling van cacaoboter. De viscositeit van de massa is afhankelijk van de graad van roosteren en het vochtgehalte in de cacaokern. De cellen van de cacaokernen zullen ongeveer 55% cacaoboter bevatten. De controle van de partikelgrootte gebeurt met cylindrische rollen en is bij dit proces van groot belang voor de uiteindelijke kwaliteit van de chocolade. Dit walsen gebeurt door een combinatie van 2-roll en 5-roll refiners. Temperatuurcontrole tijdens het walsen gebeurt door een interne waterstroom in de holle cylinders (Beckett, 1999, 2000; Afoakwa, 2010) Mengen en fijnwalsen Naargelang de soort chocolade (witte, melk- of fondantchocolade) worden de ingrediënten juist afgewogen en gemengd. De hoofdingrediënten van chocolade zijn cacaoboter, suiker en eventueel cacaomassa, melkvet en melkpoeder. Witte chocolade bevat geen cacaomassa en fondant chocolade bevat geen melkproducten. Na een intense vermenging van de ingrediënten wordt het mengsel fijngemalen door een 5-wals. De partikels aanwezig in

17 LITERATUURSTUDIE 8 het mengsel worden verfijnd tot een partikelgrootte kleiner dan 30 µm. De exacte partikelgrootte varieert per producent en per toepassing (Beckett, 1999, 2000; Minifie, 1989; Afoakwa, 2010) Concheren Bij dit proces wordt de chocolade in grote ketels krachtig omgeroerd bij een temperatuur hoger dan 50 o C gedurende 24 uur, afhankelijk van type chocolade. Door het krachtig omroeren wordt de interactie tussen de vaste partikels en de cacaoboter bewerkstelligd. Er wordt een uniforme vetverdeling verkregen en elke cacaopartikel wordt gecoat door een laagje vet (Beckett, 2000). Tijdens dit proces kan ook extra cacaoboter en een oppervlakteactieve stof, zoals lecithine, worden toegevoegd Tempereren Cacaoboter kan in verschillende polymorfe vormen uitkristalliseren in functie van de triglyceride samenstelling (Awua, 2002). De bedoeling van tempereren is een deel van de cacaoboter in de juiste kristalvorm te brengen. De polymorfe vorm waarin de cacaoboter uitkristalliseert hangt af van de procescondities. Die verlopen volgens een gecontroleerd tijds- en temperatuurpatroon. De cacaoboter kan uitkristalliseren in 6 polymorfe vormen aangeduid met Romeinse cijfers (I-VI). De gesmolten cacaoboter kan meteen kristalliseren in de polymorfe γ-, α- en β -vormen. De gesmolten cacaoboter zal snel een transformatie ondergaan van de α-vorm naar de β -vorm. β 1 - en β 2 -kristallen ontstaan via een fase transformatie uit β, door afwisselend op te warmen en af te koelen. Bij goed getempereerde chocolade is de cacaoboter uitgekristalliseerd in een β 1 -vorm, die resulteert in goede chocolade eigenschappen, zoals glans en smeltgedrag. Door lange opslagtijd en temperatuurfluctuaties kan een β 1 -vorm omgezet worden in β 2 -vorm, dewelke zichtbaar is als vetbloem op het chocolade oppervlak. (Talbot, 1999; De Clercq, 2011). De kristalvormen en hun smeltbereik zijn terug te vinden in Figuur 2.2. Gedurende het tempereren wordt de chocolade gemengd, waardoor een fijne, homogene structuur van kleine kristallen wordt gevormd. Tempereren is de laatste stap in het verwerkingsproces van chocolade. Na dit proces wordt de chocolade in zijn vorm gegoten en gekoeld. Wanneer de chocolade gestold is kan de sensorische kwaliteit van de chocolade worden bepaald (Afoakwa, 2010).

18 LITERATUURSTUDIE 9 Figuur 2.2: Temperatuurbereik en stabiliteit van de zes polymorfe vormen van cacaoboter (Beckett, 2008) 2.3 Invloeden op de sensorische waarneming van chocolade Sensorische evaluatie kan op twee manieren worden gebruikt. Enerzijds kan objectieve informatie over de chocoladededescriptoren worden bekomen door een getraind panel en anderzijds kan subjectieve informatie verzameld die de voorkeur van de consument beschrijven. Sensorische evaluaties kunnen worden uitgevoerd aan de hand van discriminatieve en descriptieve testen. Discriminatieve testen worden gebruikt om sensorische verschillen tussen stalen te aan te duiden. Bij een descriptieve test wordt een score gegeven aan de sensorische descriptoren waardoor de verschillen worden gekwantificeerd en een vergelijking kan worden gemaakt tussen verschillende stalen. In dit onderzoek werd gebruik gemaakt van QDA-testen. De sensorische waarnemingen kunnen worden onderverdeeld in vier domeinen: uitzicht, aroma, textuur en smaak. In de volgende paragrafen wordt vaak gesproken over flavour. Flavour is een complex gegeven en omvat de combinatie van het geur- en smaakstimuli, ontvangen gedurende het proeven, en wordt beïnvloed door de tastzin, thermische en kinesthetische effecten (Taylor and Roberts, 2005).

19 LITERATUURSTUDIE Invloed van het genotype Verschillen in flavour tussen verschillende boonvariëteiten kunnen toegeschreven worden aan een verschil in boonsamenstelling, botanische origine, groeilocatie en landbouwomstandigheden (Afoakwa, 2010). Elke boonvariëteit heeft een unieke potentiële flavour, maar groeicondities zoals klimaat, hoeveelheid zonlicht en regenval, grondeigenschappen, tijdstip van oogst en de tijd tussen de oogst en fermentatie zorgen voor variaties in de finale flavour ontwikkeling. Cacaobonen van West-Afrikaanse landen, de Forasterobonen, worden algemeen gezien als een ideale standaard voor cacaoflavour. Deze bonen hebben een gebalanceerde en uitgesproken cacao karakter met een notige ondertoon. Verschillen in flavourprofielen tussen diverse originegebieden kunnen opgemerkt worden door het roosteren van de bonen onder standaardcondities (Nuttall and Hart, 1999) Invloed van het productieproces De samenstelling van de zaadlobben vormt de basis voor de flavour-ontwikkeling, waarbij vooral na-oogst procesmethoden een grote invloed hebben op de flavourontwikkelingen. De invloeden die leiden tot de vorming van flavourprecursoren zijn terug te vinden in Bijlage B. De verwerkingsmethoden leveren een belangrijke bijdrage aan de textuur en het uitzicht van de chocolade (Afoakwa, 2010) Samenstelling van de cacaoboon zaadlobben De zaadlobben bevatten de karakteristieke flavour en aroma s van de chocolade (Rohan and Stewart, 1967). Een aantal cellen in de zaadlob bevatten polyfenolen en alkaloïden (caffeïne, theobromine en theophylline) en maken 14-20% deel uit van het totale boongewicht (Osman et al., 2004). Hoge polyfenolconcentraties leiden tot een zeer astringent smakende chocolade en de alkaloïden dragen bij tot de bitterheid van de chocolade (Lehrian and Patterson, 1983). In andere type cellen worden vetten, eiwitten en zetmeel opgeslagen. De polysachariden en peptidebindingen zullen een belangrijke bron van flavourprecursoren vormen tijdens de fermentatie (Kim and Keeney, 1984; Nazaruddin et al., 2001) Fermentatie Indien de bonen meteen worden gedroogd of verwerkt zonder eerst een fermentatie te ondergaan, zal er zich geen ontwikkeling van chocoladeflavour voordoen. Tijdens de fermentatie worden flavourprecursoren gevormd, die zich op hun beurt verder zullen ontwikkelen tijdens het roosteren.

20 LITERATUURSTUDIE 11 Tijdens het proces stijgen de temperatuur en de zuurtegraad met als gevolg dat de boon zijn kiemkracht verliest. Dit leidt tot een afbraak van de cellulaire componenten waardoor een variëteit aan reacties wordt ingeleid. Enzymen zorgen voor de afbraak van eiwitten en suikers in de bonen en maken zo deel uit van de vorming van flavour- en aromaprecursoren (Lopez and Quesnel, 1973). De polyfenolen (zoals tanninen) vormen een belangrijke bron voor de wrange, astringente flavour in de cacaobonen. Gedurende de fermentatie worden ze gedeeltelijk omgezet in minder wrange componenten. Ook wordt de typisch bruine kleur gevormd door de enzymatische oxidatie van deze tannine gebaseerde molecules (Kim and Keeney, 1983). De aromaprecursoren die uiteindelijk de aroma s vormen, zijn voor Criollo- en Forasterobonen hoofdzakelijk dezelfde. Omdat de Forastero bonen normaal gezien langer gefermenteerd worden dan Criollo bonen, zullen deze echter meer aromaprecursoren bevatten waardoor er zich tijdens het roosteren een groter aantal aromacomponenten ontwikkelen (Counet, 2004). Wanneer te lang wordt gefermenteerd kan een hammy flavour ontstaan. Dit is een off-flavour die niet gewenst is in chocolade. Verschillende theorieën bestaan over de oorzaak van het ontstaan van deze hammy flavour (Afoakwa, 2010) Drogen Tijdens het drogen zal azijnzuur, geproduceerd tijdens de fermentatie door azijnzuurbacteriën, evaporeren en ontsnappen doorheen het omhulsel van de boon. De hogere temperatuur doet de zaadlobben verharden. Hierdoor blijven de vluchtige zuren in de boon wat leidt tot een verlaging van de ph, hetgeen effect heeft op de uiteindelijke chocolade flavour. Indicaties van een goed gedroogde kwaliteitsboon zijn een goede bruine kleur, een lage astringentie en bitterheid en de afwezigheid van off-flavours en rokerige toetsen (Awua, 2002) Roosteren De klassieke chocolade- en notige flavours worden hoofdzakelijk geproduceerd door aldehyden en pyrazines. Dit zijn vluchtige chemicaliën die geproduceerd worden in de bonen gedurende het roosteren, als resultaat van de Maillard reactie (Fowler et al., 1998). Gedurende het roosteren zullen de aroma precursoren, gevormd door de fermentatie, reageren met enkelvoudige suikers onder invloed van de warmte en nieuwe aromacomponenten vormen zoals aldehyden en pyrazines. Vaak wordt de vorming van karamelflavour geassocieerd met deze Maillardreactie (Afoakwa, 2010; Awua, 2002).

21 LITERATUURSTUDIE 12 Roosteren kan evenzeer een belangrijke rol spelen bij het produceren van bloemige toetsen in de chocolade. Tijdens het roosteren wordt onder andere de aromacomponent fenylacetaldehyde gevormd en dit geeft een bloemig, honingachtig aroma aan de chocolade. Andere factoren spelen ook mee bij de vorming van bloemige toetsen maar de synthese ervan is nog niet opgehelderd (Ziegleder, 1990) Grinden en verfijnen Het grinden (malen) heeft als doel een zachte chocoladesmaak te ontwikkelen. De kernen worden verfijnd tot een partikelgrootte kleiner dan 30 µm, aangezien dit de minimale korrelgrootte is die door de tong kan worden gedetecteerd. De controle van de partikelgrootte distributie is moeilijk maar noodzakelijk om een zacht, glad mondgevoel te bekomen en een zanderig mondgevoel te vermijden (Beckett, 1999, 2000) Concheren Concheren is een proces dat noodzakelijk is voor de ontwikkeling van de viscositeit, finale textuur en flavour van de chocolade. Door de hoge temperatuur zal het vochtgehalte van de chocolademassa worden gereduceerd en zullen de overblijvende ongewenste, zure vluchtige flavour verbindingen evaporeren. De interactie tussen disperse, vaste partikels en de continue fase (cacaoboter) wordt verbeterd. Hier worden de viscositeit en vloei-eigenschappen van de chocolade bepaald. Het romig karakter van chocolade wordt bepaald door de concheertijd. Om de chocolade een gepaste viscositeit te geven kan op het einde van het concheerproces lecithine worden toegevoegd. Lecithine verlaagt de oppervlaktespanning en zorgt ervoor dat de vaste cacao partikels gemakkelijker gecoat worden door de cacaoboter. Ook kan nog extra cacaoboter toegevoegd worden, of een CBE zoals plantaardige palmolie (in Europa maximaal 5% van de totale chocolade massa) om de chocolade te verdunnen alvorens het tempereringproces begint. (Afoakwa, 2010; Minifie, 1989; Beckett, 2000; Awua, 2002) Bij het concheerproces zullen ook bepaalde aromacomponenten worden gevormd zoals furaneol. Deze component kan leiden tot een karamelaroma. Ook fruitige aroma s kunnen bij dit proces worden ontwikkeld. (Ziegleder, 1990) Tempereren Goed getempereerde chocolade heeft een goede textuur, vorm, kleur, glans en contractie. Een betere gewichtscontrole is mogelijk en het product is stabiel en hitteresistent. Ook de

22 LITERATUURSTUDIE 13 houdbaarheid wordt verlengd bij een goed tempereerproces (Depypere, 2008). Bij slecht getempereerde chocolade daarentegen zal de cacaoboter in een ongewenste vorm uitkristalliseren. Dit zorgt voor ongewenste invloeden op de uiteindelijke chocolade kwaliteit. De vorming van vetbloem op het oppervlak is waarschijnlijk één van de meest voorkomende problemen. Dit fenomeen is het resultaat van vetmigratie naar de oppervlakte, waarbij eventueel herkristallisatie in een andere (ongewenste) vorm optreedt. Door de onstabiele ongeorganiseerde kristalgroei aan het oppervlak zal desoriëntatie optreden van het gereflecteerde licht, waardoor de kleur verandert (Depypere, 2008). Ook zal de chocolade meteen smelten bij het vastnemen en de oppervlaktetextuur korrelig zijn (De Clercq, 2011) Invloed van de ingrediënten Functionaliteit van de vetten De cacaoboter triglyceriden bevatten verzadigde vetzuren en deze zorgen ervoor dat de chocolade vast is bij omgevingstemperatuur (20-25 o C) en smelt bij orale temperatuur (37 o C) gedurende consumptie. Dit is één van de belangrijkste eigenschappen van chocolade en zorgt voor een uniek eindproduct (Beckett, 2000). Het vetgehalte in chocolade heeft ook een grote invloed op de viscositeit al is dit afhankelijk van de hoeveelheid vet die reeds aanwezig is in de chocolade. Een stijging van het vetgehalte met 1%, wanneer de chocolade 32% vetgehalte bevat, leidt tot weinig verandering in de viscositeit. Wanneer daarentegen het vetgehalte aanvankelijk 28% bedroeg, zal een stijging van 1% een dramatisch effect hebben op de plastische viscositeit, met bijna een halvering tot gevolg. Bij vetgehaltes lager dan 23% wordt de chocolade eerder een pasta dan een vloeistof, doordat de viscositeit stijgt. Dit komt omdat de vaste partikels niet efficiënt meer worden gecoat (Becket, 2000; Afoakwa, 2010) Functionaliteit van suiker Cacao heeft van nature een bittere smaak, veroorzaakt door de aanwezigheid van polyfenolen en alkaloïden. Om de bitterheid van de cacao tegen te gaan wordt suiker toegevoegd. Een verandering van 1-2% in suikergehalte heeft een groot effect op de kostprijs en andere economische factoren. Bij een verandering van 5% worden de flavourwijzigingen duidelijk.vooral sucrose wordt gebruikt in chocolade confectie, lactose wordt gebruikt in melkchocolade (Becket, 1999). De deeltjesgrootte van de suikerpartikels is belangrijk, te grote deeltjes zorgen voor een

23 LITERATUURSTUDIE 14 zanderige waarneming in de chocolade terwijl te kleine deeltjes voor een droog mondgevoel zorgen. Een goede controle van de suikerpartikeldistributie is van groot belang bij het walsen en verfijnen (Afoakwa, 2010). Suikerbloem is een fenomeen dat optreedt aan het oppervlak van chocolade. Het wordt veroorzaakt door de opname van water uit de omgeving, waardoor suiker oplost aan het oppervlak. Wanneer het water terug door de omgeving wordt opgenomen herkristalliseert de suiker aan het chocoladeoppervlak en worden vlekken gevormd. Dit zorgt voor een onsmakelijke verkleuring aan het oppervlak en een wijziging van de chocoladesmaak en de textuur. Opslagtemperatuur en verpakking zijn van belang om suikerbloem tegen te gaan (Loisel et al., 1997) Functionaliteit van melk en andere zuivelproducten in melk- en witte chocolade Meestal wordt melkpoeder aangewend in chocolade. De melkdeeltjes dragen bij tot de flavour-, textuur- en vloei-eigenschappen. Melkpoeder bevat ongeveer lactose, melkvet, eiwitten en mineralen. Melkvettriglyceriden, gedomineerd door verzadigde vetzuren, hebben een andere kristallijne structuur dan verzadigde vetzuren in de cacaoboter. Het melkvet is hoofdzakelijk vloeibaar (15-20% vast) bij kamertemperatuur en maakt de chocolade textuur zachter. Het maakt tot 30% deel uit van de totale vethoeveelheid en wordt toegevoegd om verkleuring van het oppervlak tegen te gaan (Haylock and Dodds, 1999). Melkvet is stabiel tegen oxidatie en beïnvloedt de houdbaarheid. De casseïnefractie van de melkeiwitten gedraagt zich als een oppervlakte-actieve stof en zal de viscositeit van chocolade reduceren. Wei proteïnen bestaan uit lactose, melkeiwitten en mineralen en kunnen worden toegevoegd om de zoetheid te verminderen en de viscositeit te laten toenemen (Beckett, 2000; German and Dillard, 1998) Functionaliteit van oppervlakte-actieve stoffen De cacaoboter zal een deel van de vaste cacaopartikels coaten maar meestal dienen oppervlakteactieve stoffen toegevoegd te worden, die dezelfde oppervlakte-eigenschappen bevatten als cacaoboter. Een oppervlakte-actieve stof zorgt ervoor dat het vetgehalte in de chocolade kan dalen terwijl de vloei-eigenschappen onder controle kunnen worden gehouden. De keuze van natuurlijke surfactanten zoals gom, lecithine, oplosbare polysachariden of synthetische producten zoals carboxymethyl cellulose hangt af van de functie in het eindproduct (Schantz and Rohm, 2005; Afoakwa, 2010).

24 LITERATUURSTUDIE 15 Lecithine, een bijproduct van soja olie, is het meest gebruikte surfactans in chocolade (Vernier, 1998). Lecithine is een mengsel van natuurlijke fosfoglyceriden en het toevoegen zorgt voor een verlaging van de viscositeit en een grotere vochttollerantie. De hoeveelheid lecithine die wordt toegevoegd hangt af van de partikelgrootte distributie. Wanneer kleinere partikels in de chocolade voorkomen zal meer lecithine nodig zijn om de suikeroppervlakken te bedekken (Chevalley, 1999; Rector, 2000). Lecithine mag toegevoegd worden tot 1% in chocolade.(schantz and Rohm, 2005) Invloed van opslag Chocolade is geen bewaarproduct. Wanneer de houdbaarheidsdatum op de verpakking overschreden wordt, zal de smaak en het uitzicht inboeten aan kwaliteit. De opslagtemperatuur is zeer belangrijk, aangezien chocolade gevoelig is voor warmte. De ideale bewaartemperatuur schommelt tussen 14 o C-18 o C (Ghosh et al., 2002). Wanneer de vochtigheidsgraad van de omgeving te hoog is kan suikerbloem worden gevormd. Lucht en licht zorgen voor de ontbinding van de aanwezige vetten in de chocolade. Het oxidatieproces zorgt voor een wijziging van de smaak en een onaangename geur. Cacaoboter absorbeert, zoals de meeste vetten, sterke geuren en wordt best niet bij sterk geurende producten bewaard (Lonchampt and Hartel, 2004). 2.4 Het sensorische karakter van chocolade Het doel van de chocoladefabrikanten is voldoen aan de voorkeur van de consument rekening houdend met de wetgeving en ethische overwegingen. De voorkeur van de consument voor een levensmiddel wordt bepaald door verschillende factoren. Zo spelen economische en sociale status, gedragingen, fysiologische en psychologische eigenschappen een rol, maar vooral ook de persoonlijke perceptie van de sensorische attributen. De keuze voor een stuk chocolade inzake de perceptie van het sensorische karakter van chocolade is afhankelijk van zijn intrinsieke eigenschappen, merk, origine, nutritionele feiten en de prijs. Een overzicht van de invloeden die de keuze voor een levensmiddel bepalen zijn terug te vinden in Bijlage C (Shepherd, 1985). De belangrijkste determinanten van chocoladekwaliteit zijn het uitzicht, het aroma, de textuur en de smaak van de chocolade. Deze determinanten vormen dan ook een handleiding voor de verwerking, de opslag en de marketing van de chocolade (Afoakwa, 2010).

25 LITERATUURSTUDIE Uitzicht Een eerste evaluatie die de consument maakt is het inspecteren van het uitzicht van de chocolade. Het uitzicht is een belangrijk attribuut omdat het ook de smaak en het consumptiegenot beïnvloedt. De standaard voor een goede chocoladekwaliteit is een chocolade met een glanzig en glad oppervlak. De kleur is ook een belangrijke descriptor maar is afhankelijk van de soort chocolade. Vet- en suikerbloem op het chocoladeoppervlak, zijn ongewenst (Jovanovic, 2002) Textuur Chocoladetextuur is, samen met flavour, één van de meest complexe sensorische attributen. Textuur is een subjectieve gewaarwording van de parameters die refereren naar het mondgevoel en de fysische eigenschappen van chocolade als resultaat van het bijten en kauwen (Jovanovic, 2002). Belangrijk voor het karakter van chocolade is de vetsamenstelling, deze beïnvloedt het mondgevoel en de smelteigenschappen. Wanneer de chocolade smelt in de mond zal de continue vetfase, gemengd met het speeksel, de suikerpartikels oplossen. In de mond zullen de sensorische waarnemingen, als gevolg van kauwen, tongcompressie en slikken, afhangen van de verwerkingsmethode en de ingrediëntsamenstelling van de chocolade (Lee and Pangborn, 1986). Een vast product met een zacht mondgevoel en een goede knak bij omgevingstemperatuur die smelt bij een mondtemperatuur voldoet aan de eisen van een goede textuurkwaliteit voor chocolade (Taylor and Roberts, 2005). Het mondgevoel van chocolade is subjectief per consument en is afhankelijk van de cultuur en de woonplaats van de consument. Een aanpassing van de productieparameters, naargelang de afzetmarkt, moet worden uitgevoerd om te voldoen aan de voorkeur van de consument. Zo ligt bijvoorbeeld het optimum van de partikelgrootte in de Verenigde Staten tussen en 50 µm en in Europa tussen en µm. In de warmere landen is het noodzakelijk om met een andere vetsamenstelling te werken dan in landen met een kouder klimaat waardoor de textuurkwaliteit verschilt (De Clercq, 2011). Drie textuurparameters zijn van groot belang bij de sensorische waarneming van chocolade: zanderigheid, smeltgedrag en hardheid Zanderigheid De zanderigheid van de chocolade wordt bepaald door de partikelgrootte distributie van de vaste deeltjes in de chocolade. Urbanski (1992) stelt dat het optimum van de partikel-

26 LITERATUURSTUDIE 17 grootte ligt tussen 15 en 50 micrometer; daarboven zullen de producten korrelig, zanderig overkomen. Rapporten tonen aan dat chocolade van met een partikeldiameter groter dan micrometer wordt ervaren als ruw en zanderig (Afoakwa, 2010) Smeltgedrag De textuur is onder andere: afhankelijk van het smeltgedrag van de cacaoboter en andere bijgevoegde vetten. Wanneer de cacaoboter wordt blootgesteld aan de mondtemperatuur (37 o C) zal de chocolade smelten. De kristallijne structuur van de cacaoboter beïnvloedt niet alleen de glans en de stabiliteit van de chocolade maar is ook verantwoordelijk voor de gewaarwording van een vaste naar vloeibare chocolademassa in de mond. Deze eigenschap draagt bij tot het mondgevoel van de chocolade. Wanneer de chocolade smelt heeft de vloeibare massa een schijnbare viscositeit. Chocolade met een te hoge viscositeit heeft een plakkerig mondgevoel (Beckett, 2000). De viscositeit is afhankelijk van de toegepaste procestechnieken en de partikelgrootte distributie. De schijnbare viscositeit in waterige oplossingen zal de flavour en de smaakintensiteit beïnvloeden gedurende de consumptie (Denker et al., 2006) Hardheid Een derde parameter, de hardheid, speelt ook een belangrijke rol in de sensorische vaststelling van chocolade. Een indicatie voor de hardheid is de kracht nodig om het chocoladestuk te breken. De hardheid wordt bepaald door de partikelgrootte en het vetgehalte. Hoe kleiner de partikelgrootte van de vaste deeltjes in de chocolade hoe harder de chocolade (Tyle, 1993). Het toevoegen van een kleinere hoeveelheid vet en surfactant (bvb. lecithine) zorgt ook voor een stijging van de hardheid (Markov and Tscheuschner, 1989) Smaak De smaak van chocolade is een belangrijke determinant of de chocolade al dan niet zal worden geaccepteerd door de consument. De smaak is een meervoudig sensorische gewaarwording van uitzicht, smaak en reuk. Vijf receptoren op onze tong detecteren verschillende smaakeigenschappen in chocolade: zoet, zout, zuur, bitter en umami. Meer complexe smaken kunnen worden gedetecteerd door het trigeminale systeem, de vrije zenuwuiteinden in de mond en de neus. Chocoladesmaak wordt bepaald door de ingrediëntensamenstelling en de na-oogst behandelingen, meer dan door de procestechnologie (Ubranski, 1992).

27 LITERATUURSTUDIE Flavour en aroma Flavour is afhankelijk van het genotype van de cacaoboon en van de na-oogst behandelingen. Op vlak van sensorische waarneming wordt een flavour beschreven als een positieve of negatieve bijdrage aan de chocoladeflavour. De positieve toetsen zijn zuur, fruitig, bitter, gebrand of hebben een aromatisch karakter. Gewenste hulpflavours zijn honing, mout, toffee, karamel en rozijnen. Ongewenste flavours, of ook off-flavours genoemd, die voorkomen in chocolade zijn tabak, planten, pikant, grond, gist, medische flavours, hammy en smokey bijdragen (Viaene en Januzewska, 1999). 2.5 Correlaties sensorische en instrumentele analyse Voor verscheidene levensmiddelen zijn correlaties tussen instrumentele metingen en sensorische evaluaties van een aantal descriptoren onderzocht: tomaten (Lee et al., 1999), appels (Abbot et al., 1984), brood (Gambaro et al., 2002) en spaghetti (Martinez et al., 2007),. Ook voor chocolade werden correlatiestudies tussen instrumentele en sensorische data uitgevoerd. In 1989 onderzochten Markov en Tscheuschner de smelteigenschappen en enkele textuurdescriptoren van fondant- en melkchocolade. Na correlatie van de sensorische data met deze instrumentele data bleek dat sensorische vastheid lineair gecorreleerd is met de instrumentele afschuifweerstand. Full et al. (1996) vonden een sterke correlatie tussen de instrumentele hardheid en het vast vetgehalte van chocolade bij 20 o C. Guinard en Mazzucchelli (1999) vonden een positieve lineaire correlatie tussen de instrumentele hardheid en de sensorische hardheid voor melkchocolade met een variërende samenstelling. Nightingale (2009) zocht correlaties voor fondant- en melkchocolade opgeslagen bij verschillende temperaturen en relatieve vochtigheid. Sensorische smelttijd werd positief gecorreleerd aan de instrumentele hardheid, bloemvorming en de donkere kleur. Ook de sensorische hardheid is significant gecorreleerd aan de instrumentele hardheid. Owusu et al. (2011) onderzochten de correlatie tussen sensorische en instrumentele aroma metingen van fondantchocolade met een verschillende fermentatie-, rooster en concheerproces. Zo werden bijvoorbeeld fruitige aroma s positief gecorreleerd met 2,3-butadion (zoet, boterig), pentyl acetaat (komkommer), 2/3-methylbutanal (geroosterde cacao) en 2,5-dimethylpyrazine (popcorn). Rokerige aroma s met 2,3,5-trimethylpyrazine (gefrituurde aardappel), 2-ethyl-5methylpyrazine (geroosterd, koffie) en dimethyl trisulfide (rubber,

28 LITERATUURSTUDIE 19 ajuin), en nog andere. Correlatiestudies tussen instrumentele en sensorische data kunnen bovendien gebruikt worden om te voldoen aan het vraag van de consument bij productontwikkeling of voor de evaluatie van de productkwaliteit (Szczesniak, 1987) Correlaties voor productontwikkeling Een Quality Function Deployment (QFD) is een gestructureerde aanpak om de productontwikkeling te optimaliseren. Deze aanpak is gebaseerd op de veronderstelling dat wanneer de relaties tussen sensorische en instrumentele data gekend zijn en deze kunnen worden gerelateerd aan de vraag van de consument, er een grote kans bestaat dat het ontwikkelde product een succes wordt. In Bijlage D worden de verschillende relaties voorgesteld in the House of Quality for Chocolate (Viaene and Januszewska, 1999). De belangrijkste factoren in dit model zijn de vraag en de beoordeling van de consument, de technische en sensorische specifacatie van het chocoladeproduct en de design kwaliteit. Wanneer de consument een keuze maakt tussen chocolademerken zullen de vier sensorische attributen met hun descriptoren worden geëvalueerd. De vraag die moet gesteld worden, is welke descriptoren de keuze van de consument bepalen (kwalitatief) en wat de relatieve belangrijkheid is van elke descriptor (kwantitatief). Deze informatie helpt de fabrikant om rekening te houden met de vraag van de consument en deze gegevens te verwerken in de productvereisten. Om rekening te houden met de vereiste descriptoren moet de consumentenvraag vertaald worden in technische (absolute scores) en sensorische gegevens (relatieve scores). De design kwaliteit wordt volledig bepaald door de sensorische en instrumentele relaties die gebaseerd zijn op de technische en sensorische data. De relaties geven weer of het doel al dan niet is bereikt en geeft informatie over procesoptimalisatie en ingrediëntsamenstelling (Viaene and Januszewska, 1999). Het House of quality model is gebaseerd op de correlatie tussen instrumentele en sensorische gegevens en deze resultaten te linken met de consumentenvraag. 2.6 Thesisoverzicht en onderzoeksvragen In het eerste deel van dit onderzoek wordt geprobeerd om de chocoladedescriptoren die keuzebepalend zijn voor de consument, voor te stellen in sensorische wielen. Hierbij worden de consumenten onderverdeeld in focusgroepen, om aan de hand van discussie, zoveel mogelijk informatie te verzamelen over witte, melk- en fondantchocolade.

29 LITERATUURSTUDIE 20 De instrumentele en sensorische analyse van de descriptoren opgenomen in de sensorische wielen vormt het tweede deel van dit onderzoek. Hiervoor werden 9 commerciële chocolades geanalyseerd en geëvalueerd (per soort chocolade 3 merken). Er zal worden getracht linken te leggen tussen de bekomen resultaten en de onderzochte chocolades, zowel tussen de chocoladegroepen als binnen de chocoladegroepen. Ook zal worden gekeken of er correlaties tussen de instrumentele en de sensorische data voorkomen. Figuur 2.3 geeft een overzicht van het gevolgde proces. Tot slot worden de verwachtingen van de consument vergeleken met de verwachtingen van de chocoladeproducent. Hiervoor werden drie chocoladeverwerkende bedrijven gecontacteerd.

30 LITERATUURSTUDIE 21 Figuur 2.3: Proefopzet van deze thesis

31 MATERIAAL EN METHODEN 22 Hoofdstuk 3 Materiaal en methoden 3.1 Focusgroepen Een focusgroep is een groep bestaande uit 6 tot 12 mensen, geleid door een moderator, waarbij over een bepaald onderwerp wordt gediscussieerd. De deelnemers kunnen consumenten, gebruikers of experts van allerhande producten zijn. De nadruk van een focusgroep ligt niet alleen op de interactie tussen de moderator en de deelnemers maar ook op de interactie tussen de deelnemers onderling. Deelnemers kunnen elkaar stimuleren en met elkaar in discussie treden met als doel zoveel mogelijk informatie te verzamelen betreffende de voorkeur van de consument (Simon, 1999). Tijdens de focussessies werd gevraagd een mening te geven over de 4 sensorische attributen van witte, melk- en fondantchocolade ingedeeld in 4 groepen: uitzicht, aroma, textuur en smaak. In totaal werden 48 consumenten ingedeeld in 5 focusgroepen. De deelnemersgroep bestond uit consumenten die regelmatig chocolade eten, en bevatte hoofdzakelijk studenten en doctoraatstudenten. Om een beeld te vormen over de mening van zowel een ouder als een jonger publiek vond ook een sessie plaats waarbij de leeftijd van de deelnemers varieerde van jaar. De focussessies gaat door in een ontspannen ruimte zonder afleidingen. Om de discussie te bevorderen zitten de deelnemers rond een tafel. De moderator zorgt ervoor dat iedereen aan het woord komt en dat de orde wordt bewaard. Met behulp van een focusscript zorgt de moderator dat elk onderwerp wordt behandeld en dat het doel van de focussessie wordt bereikt (Bijlage E). De tijdsduur van een sessie is anderhalf uur. Elke deelnemer krijgt een bord met 5 witte, 8 melk- en 9 fondantchocolades (Bijlage F). Een groot aantal chocoladeproducten is nodig om een groot aantal descriptoren te verzamelen.

32 MATERIAAL EN METHODEN 23 De hoofdvraag die een consument in de focusgroep zich moet stellen luidt: Welke chocolade draagt mijn voorkeur en op basis van welke descriptoren maak ik mijn keuze?. Eerst wordt gediscussieerd over het belang van uitzicht, aroma, textuur en smaak in witte chocolade. Nadien wordt dit geëvalueerd in melk- en fondantchocolade. Elk sensorisch attribuut wordt apart behandeld. Aangezien enkele sensorische attributen elkaar kunnen beïnvloeden is het belangrijk dat de moderator de deelnemers er regelmatig op wijst welk attribuut moet worden bediscussieerd. Elke deelnemer van de focusgroep kreeg een vragenlijst (Bijlage G) waarop hij de te onderscheiden descriptoren noteert. De informatie die bekomen werd uit deze focussessie, werd genoteerd door de moderator. 3.2 Sensorisch wiel Na deze sessies werd de relatieve belangrijkheid van alle bekomen chocolade descriptoren berekend en verzameld in een sensorisch wiel. Het sensorisch wiel, ook flavour lexicon genoemd, is een handig middel om op accurate wijze de sensorische eigenschappen van chocolade te beschrijven. Het is belangrijk dat alle componenten opgenomen in het sensorisch wiel eenduidig zijn en overeenstemmen met dezelfde sensorische percepties. Per type chocolade werd een uitzicht-, aroma-, texuur- en smaakwiel opgesteld in Excel Chocoladedescriptoren met een belangrijkheid van minder dan 5 procent werden weggelaten uit het sensorisch wiel wegens niet relevant. 3.3 De sensorische en instrumentele analyse van descriptoren Chocoladestalen Voor elk type chocolade werden de descriptoren van drie merkchocolades gemeten en geëvalueerd. De chocolades verschillen van merk, prijs en ingrediëntensamenstelling. De verschillende descriptoren in het sensorisch wiel werden voor elke chocolade instrumenteel en sensorisch geëvalueerd. De instrumentele analyse gebeurde naargelang de beschikbaarheid van de meetinstrumenten op de faculteit. Voor de sensorische analyse kon elke descriptor worden getest door het getraind panel. Het is belangrijk dat de geschiedenis, het productieproces en de opslagcondities, van een

33 MATERIAAL EN METHODEN 24 merkchocolade dezelfde is alvorens er instrumentele en sensorische testen worden uitgevoerd. Daarom werden alle chocolades in grote hoeveelheden aangekocht, waardoor wordt verondersteld dat alle tabletten van elke soort chocolade dezelfde gewaarwording en kwaliteit heeft. De chocolade werd gedurende de testen opgeslagen in het Cacaolab (Fac. Bioingenieurswetenschappen, Coupure Links, Gent), waar de temperatuur constant (20 o C) wordt gehouden. De geteste chocolades zijn terug te vinden in Tabel 3.1. De merken variëren in ingrediëntensamenstelling, type cacaoboon en kostprijs en dienen met elkaar te worden vergeleken (Bijlage H). Wit Melk Fondant Bellarom (BW) Carrefour (CM) Bellarom (BF) Carrefour (CW) Côte d Or (CDM) Fairglobe (FF) Côte d Or (CDW) Jacques (JM) Lindt (LF) Tabel 3.1: Overzicht van de instrumenteel en sensorisch geteste chocolademerken en hun afkortingen Instrumentele analyse van de chocolade Aan de hand van de instrumentele analyses kunnen de chocolades gekarakteriseerd worden op basis van kleur, hardheid, vast vetgehalte, smeltprofiel en partikelgrootte distributie Kleur De kleur van de onderkant van de chocoladetabletten wer gemeten met een CM-2500D spectrofotometer (Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan). De kleur wordt bepaald volgens de CIELab methode (referentie) met als parameters een L*, a* en b* waarde. De L* waarde is een maat voor de helderheid; zwart heeft een waarde 0 en wit een waarde 100. De a* waarde definiëert de overgang van groen (-120) naar rood (+120) en de b* waarde de overgang van blauw (-120) naar geel (+120). Deze a*b*-waarden kunnen worden omgezet in een chroma (C*) en hue-waarde (h o ) met de volgende vergelijkingen: ( ) b h o = arctan a [(a C = ) 2 + (b ) 2]

34 MATERIAAL EN METHODEN 25 De h o -waarde vertelt iets over de kleurtoon, de dominante kleur. De chroma-waarde geeft de kleursaturatie of de zuiverheid van de dominante kleur weer (De Clercq, 2011). Dit model kan worden voorgesteld door een 3D-ruimte waarin het zichtbaar licht kleurspectrum wordt weergegeven. Er werd gewerkt met 10 herhalingen waarop de standaardafwijking berekend werd met Excel Hardheid De hardheid werd gemeten met een Instron 8942 Texture Analyser (Instron, Massachusetts, USA). Een penetratietest werd uitgevoerd waarbij een cilindrische probe met een snelheid van 2 mm/s beweegt. De detectie start wanneer een kracht van 0.2 N wordt waargenomen door het toestel en eindigt wanneer de probe zich 5 mm in het staal bevindt. De maximale kracht (N) die nodig is, is een indicatie van de hardheid van het staal. De metingen van de chocoladestalen werden uitgevoerd in 10 herhalingen bij een opslagtemperatuur van 20 o C Vast vetgehalte Cacaoboter, melk- en andere vetten in de chocolade werden geëxtraheerd door de methode beschreven door Egan et al. (1981), nadien werd het vet opnieuw getempereerd volgens de IUPAC (1987) methode (Bijlage I). Het vast vetgehalte (Solid Fat Content, SFC) van de geëxtraheerde vetten werd bepaald met een Maran Ultra NMR (Oxford Instruments, Oxfordshire, United Kingdom) volgens de pulserende NMR techniek. De metingen werden in 3 herhalingen uitgevoerd bij een temperatuur van 5 o C - 40 o C, telkens met een 5 o C interval na een incubatie van 60 min bij elke temperatuur. Een SFC-curve geeft informatie over het afsmelten van de aanwezige vetten in het staal bij stijgende temperatuur Smeltprofiel Om het smeltprofiel en de kristallijne toestand van de chocolade te bepalen werd Differentiële scanningcalorimetrie (DSC) gebruikt. De analyses werden uitgevoerd met een TA 2010 DSC (TA Instruments, Brussels, Belgium) met een koelsysteem (TA Instruments). Een staal (tussen 5 en 10 mg) werd hermetisch gesloten in een aluminium pan (2 mm). Als referentie werd een pan gevuld met lucht gebruikt. De volgende tijd-temperatuur procedure werd gevolgd: de starttemperatuur van elk staal is 22 o C en er wordt verwarmd met een snelheid van 5 o C per minuut tot 65 o C.

35 MATERIAAL EN METHODEN 26 Elke meting werd 3 keer herhaald. Van de smeltcurve kunnen verscheidene parameters worden afgeleid, i.e. het piekmaximum, de piekhoogte, de piekbreedte bij halve hoogte, de onset temperatuur en de piekoppervlakte. De piekoppervlakte wordt ingesloten door de horizontale basislijn startende bij 40 o C. Een transitie van stabielere polymorfe vormen met een hoger smeltpunt zorgt voor een verschuiving van het piekmaximum naar rechts waardoor het smeltbereik kleiner wordt en de piekbreedte smaller is Partikelgrootte distributie De partikelgrootte van de negen chocolademerken werd bepaald met een Mastersizer (Malvern, Worcestershire, United Kingdom). De Malvern partikelgrootte distributie is gebaseerd op laser lichtverstooiing en heeft een bereik van 0,05 µm tot 3,5 mm. De partikelgrootte distributies werden berekend door het verstrooiingspatroon van de stalen te vergelijken met de Mie theorie door mathematische inversie processen. Elk staal werd gedurende 4 uur in een oven van 40 o C geplaatst. Vervolgens werd 0,5 g staal afgewogen waaraan 10 ml isopropanol wordt toegevoegd. Dit mengsel werd gedurende 1 uur in een oven van 50 o C geplaatst en daarna voorzichtig geschud zodat de chocolade goed oplost in de isopropanol. Vervolgens wordt dit mengsel door de Mastersizer gestuurd. De partikelgrootte distributie wordt gekwantificeerd als het relatieve volume van de partikelgrootte ten opzichte van de partikeldiameter. De bekomen PSD parameters zijn de gemiddelde partikeldiameter (D[4,3]) en de 10-, 50- en 90-percentielen Sensorische analyse Aan de hand van een kwantitatieve descriptieve analyse-test (QDA-test) kan een totale sensorische beschrijving van de verschillende chocolades gebeuren waarbij alle sensorische gewaarwordingen in acht worden genomen. De sensorische evaluatie van chocolade werd uitgevoerd door het getraind chocoladepanel, in het Sensolab van de faculteit Bioingenieurswetenschappen te Gent. Het panel bestaat uit 9 personen, 8 vrouwen en 1 man. Het panel is getraind en onderging meermaals sensorische evaluaties van chocolade. De getrainde panelsessies gingen door in het Sensolab, een omgeving die geschikt is voor het uitvoeren van sensorische testen. Eerst werden twee training-sessies doorlopen met als doel de eenduidige perceptie van de verschillende attributen te herhalen. De panelleden maakten ook kennis met de opgestelde

36 MATERIAAL EN METHODEN 27 QDA-test waardoor de sessies vlot konden verlopen. Voor elk type chocolade werd een QDA-test opgesteld. Een panellid dient elke test drie keer af te leggen. Tijdens de QDA-test werd gevraagd om de uitzicht-, aroma-, textuur- en smaakdescriptoren te evalueren op een 9-puntenschaal. De geteste descriptoren voor elk type chocolade zijn terug te vinden in Bijlage J. De scores van het getraind panel werden opgenomen in een database om statistisch te worden verwerkt Statistische analyse Alle statistische analyses gebeurden met SAS versie 4.1 (SAS Institute, Cary, NC). De instrumentele data werden geanalyseerd met een parametrische one-way ANOVA, indien aan de voorwaarden van normaliteit en homoscedasticiteit was voldaan, om statistische significante verschillen (p 0,05) aan te tonen. Daarna werd een Tuckey test uitgevoerd om te kijken waar de significante verschillen lagen. Indien niet aan de voorwaarden van normaliteit en homoscedasticiteit werd voldaan werd een niet parametrische test, een Kruskal Wallis toets, uitgevoerd. Sensorische data zijn ordinaal geschaalde data en significante verschillen moeten worden aangetoond met een niet-parametrische Kruskal Wallis toets. De gemiddelde waarden van de significante attributen (p 0,05) werden verder geanalyseerd door gebruik te maken van een hoofdcomponentenanalyse (PCA) met PanelCheck V1.4.0 (Research Council of Norway), om de relatie tussen de significante attributen van de chocoladestalen te evalueren. Nadien werden de instrumentele data van de partikelgrootte en de hardheid ook aan de PCA toegevoegd om de correlatie tussen de sensorische data en de instrumentele data te bepalen. 3.4 Chocoladeproducenten en verwerkers Met de focusgroepen en de bijkomende sensorische wielen wordt een beeld gevormd over de belangrijkheid van bepaalde descriptoren in chocolade door de consument. Deze resultaten werden vervolgens voorgelegd aan enkele chocolade specialisten. Bovendien werd aan hen gevraagd aan welke voorwaarden hun eindproduct moet voldoen en welke eisen van de

37 MATERIAAL EN METHODEN 28 consument zij daarbij in hun achterhoofd houden. Er werden twee hoog aangeprezen chocolatiers gecontacteerd en een grote producent van chocoladeproducten (Tabel 3.2). Verwerkende bedrijven Adres Yuzu - Nicolas Vanaise Walpoortstraat 11 A 9000 Gent Chocolaterie Burie - Bram Hullebroeck Korte Gasthuisstraat Antwerpen Bouchard-Daskalidès - Rob Jolie Skaldenstraat Gent Tabel 3.2: Een overzicht van de gecontacteerde chocoladebedrijven

38 RESULTATEN 29 Hoofdstuk 4 Resultaten 4.1 Sensorische wielen De sensorische wielen, opgesteld met de resultaten van de focusgroepen, geven aan welke descriptoren de consument belangrijk vindt in chocolade. De relatieve belangrijkheid van elke descriptor wordt weergegeven in percentages. De verschillende merkchocolades per type chocolade die werden gebruikt, bevatten een verschillende ingrediëntensamenstelling en ondergingen een ander productieproces. Het is aan de consument om de keuzebepalende eigenschappen, die voorkomen in de chocolade, te evalueren. Voor de verschillende type (wit, melk en fondant) chocolade werd telkens een uitzicht-, textuur-, aroma-, en smaakwiel opgesteld Witte chocolade Uitzicht en textuur Uit de consumentendiscussie over het uitzicht van witte chocolade blijkt dat kleur (25%) en glans (24%) de belangrijkste parameters zijn waarop de keuze is gebaseerd (Figuur 4.1a). Het cognitieve effect van de chocolademerknaam (15%) speelt ook een belangrijke rol bij de voorkeur. Andere descriptoren die de consument belangrijk vindt, zijn de dikte van de chocolade (16%) en de gladheid van het oppervlak (12%). Korreligheid (3%) en gelaagdheid van het breukvlak (4%) zijn van minder belang. Figuur 4.1b geeft het textuurwiel van witte chocolade weer. Tijdens het doorbijten van de chocolade is vooral de hardheid (17%) en bijhorende knak (12%) van belang.

39 RESULTATEN 30 Ook het mondgevoel is belangrijk. Hierbij spelen vooral het smeltgedrag (21%), de filmlaag die achterblijft op het gehemelte na het smelten (17%) en het zanderig gevoel in de mond tijdens het smelten (15%) een grote rol en in mindere mate de romigheid van de chocolade (9%) en de droogheid in de mond na het doorslikken (3%). De nasmaak die blijft hangen wanneer de chocolade is doorgeslikt, wordt ook gerekend tot het mondgevoel (6%). Figuur 4.1: a) Uitzicht- en b) textuurwiel van witte chocolade Aroma en smaak De hoofdaroma s die door de consument in witte chocolade zijn teruggevonden, zijn vanille (29%), boter (24%) en room/melk (22%) (Figuur 4.2). Dit is logisch, aangezien dit de hoofdingrediënten zijn in witte chocolade. Ook fruit (10%), honing (7%), karamel (5%) en suiker (3%) werden geroken. In Figuur 4.3 staan de percepties van de basissmaken (a) en de meer gespecificeerde smaken (b). Witte chocolade wordt vooral als zoet (88%) ervaren door de aanwezigheid van suiker en lactose. Kenmerkend is de overeenkomst van de specifieke smaken met de aroma s. Specifieke smaken die terug komen zijn vanille, boter en melk/room. Daarnaast worden ook fruit- (10%), honing (7%) en karamelsmaak (5%) geproefd.

40 RESULTATEN 31 Figuur 4.2: Aromawiel van witte chocolade Figuur 4.3: Smaakwiel van de basis (a) en gespecificeerde smaken (b) van witte chocolade Melkchocolade Uitzicht en textuur De belangrijkste uitzichtdescriptoren voor melkchocolade (Figuur 4.4a) zijn kleur (27%), glans (17%), de gladheid van het oppervlak (11%), de dikte (13%) en de merknaam van de chocolade (12%). Minder belangrijk zijn de korreligheid aan het breukvlak (7%), de gelaagdheid van het stuk chocolade (4%), de egaliteit van de kleur (3%) en de aanwezigheid van luchtbellen in de chocolade (3%). Figuur 4.4b geeft het textuurwiel van melkchocolade weer. De textuurdescriptoren en hun relatieve belangrijkheid van melkchocolade zijn analoog aan witte chocolade.

41 RESULTATEN 32 Figuur 4.4: a) Uitzicht- en b) textuurwiel van melkchocolade Aroma en smaak Wanneer de consument over de geur van melkchocolade discussieert, wordt er, in vergelijking met de witte chocolade, een groter aromapallet waargenomen (Figuur 4.5). Dit is het gevolg van de toevoeging van een blend aan cacaobonen. De aroma s die werden waargenomen in de verschillende soorten melkchocolade zijn: cacao (15%), karamel (14%), fruit (13%), hout (10%), koffie (8%), noten (8%), room/melk (7%), kokos (7%), drop (6%), vanille (5%), tabak (4%) en honing (3%). Tussen de geëvalueerde melkchocolade zitten twee soorten originechocolade, Fairglobe en Bio-solidair, waarbij vooral de koffie, hout en tabak aroma s werden geroken. Figuur 4.6a toont de basis- en gespecificeerde smaken die werden waargenomen in melkchocolade. Melkchocolade wordt nog hoofdzakelijk als zoet (52%) ervaren maar door het grotere aandeel cacaopoeder is nu ook een bittere toets (25%) aanwezig. Ook een zurige smaak (23%) werd geproefd bij enkele soorten melkchocolade. De gespecificeerde smaken komen terug overeen met de waargenomen aroma s (Figuur 4.6b). De originechocolade vertonen de uitzonderlijke smaken zoals tabak, hout en koffie Fondantchocolade Uitzicht en textuurwiel De uitzicht- en textuurdescriptoren komen overeen met de witte en de melkchocolade (Figuur 4.7). De uitzichtdescriptoren, die het meest keuzebepalend zijn voor de consument, zijn kleur (25%), glans (23%) en de gladheid van het oppervlak (13%). Hardheid (22%), smeltgedrag (17%) en knak (14%) vormen de belangrijkste textuurdescriptoren.

42 RESULTATEN 33 Figuur 4.5: Aromawiel melkchocolade Figuur 4.6: Smaakwiel van de basis en gespecificeerde smaken van melkchocolade Aroma en smaak Fondantchocolade heeft een grotere diversiteit aan aroma s dan witte en melkchocolade (Figuur 4.8). Het overheersend aroma bij fondantchocolade is cacao-aroma (24%). Fruitige (15%) en koffiearoma s (12%) worden ook geroken, gevolgd door niet gebruikelijke aroma s zoals hout (12%), grond (8%), tabak (7%), leder (4%), planten (4%), thee (4%) en drop (3%). Bij melkchocolade werden deze aroma s voornamelijk geroken bij de originechocolades, maar bij de fondantchocolade worden deze aroma s algemeen waargenomen. Figuren 4.9a en b tonen respectievelijk de basissmaken en de gespecificeerde smaken waargenomen in fondantchocolade. Fondantchocolade wordt vooral als bitter ervaren (58%).

43 RESULTATEN 34 Figuur 4.7: Uitzicht en textuurwiel van fondantchocolade De zoete smaak (22%) is ook aanwezig aangezien bij enkele fondantchocolades vanille werd toegevoegd. Vooral cacao (23%) wordt gesmaakt en ook opvallend veel koffie (19%), grond (13%) en fruit (12%). Toetsen van hout, planten, drop en noten werden in mindere mate geproefd. Figuur 4.8: Aromawiel van fondantchocolade Conclusie De uitzicht- en textuurwielen voor de witte, melk- en fondantchocolade tonen hoofdzakelijk dezelfde descriptoren. Tijdens de discussie werd duidelijk dat de consument andere verwachtingen stelt aan deze descriptoren per type chocolade. Zo zal de kleur voor fondantchocolade donkerder moeten zijn en een grotere glans hebben. Ook het knakken en de bijkomende hardheid van fondantchocolade is belangrijker in vergelijking met witte en