Je leest:

Chocola doorgelicht

Chocola doorgelicht

Auteur: | 2 november 2004

Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam hebben met röntgenkristallografie de meest voorkomende structuur van cacaoboter weten op te helderen. Dat biedt aanknopingspunten voor het vermijden van ‘vetbloem’ – de ongevaarlijk witte aanslag op oude chocola.

Kun je dat nog eten, zo’n chocoladeletter die een jaar in de keukenkast heeft gelegen en wit is uitgeslagen? Deskundigen zeggen van wel. Tien tegen één dat de chocola niet bedorven is, maar dat zich ‘vetbloem’ heeft gevormd. Vetbloem bestaat uit vet dat als gevolg van een traag maar onvermijdelijk fysisch chemisch proces aan het oppervlak van de chocola uitkristalliseert. Een onderzoeksteam van het Laboratorium voor Kristallografie van de Universiteit van Amsterdam heeft nu met kristallografische röntgenanalyse de meest voorkomende structuur van cacaoboter weten op te helderen. Volgens onderzoeker René Peschar is bovendien voor de eerste keer de kristalstructuur van een individueel vet opgehelderd.

Het maken van een goede chocola wordt door chocolatiers graag als een ambacht of zelfs als kunst gezien. Toch is het ook mogelijk op industriële schaal een prima chocolade te maken, dankzij gedetailleerde kennis over de processen die een rol spelen bij de verwerking van de cacaoboon en de productie van de chocolade. Maar wel meteen opeten, want anders ontstaat de gevreesde vetbloem. Grote kans dat een bewaarde Sinterklaasletter van vorig jaar wit is uitgeslagen. Niet dat het gevaarlijk is, maar het oog wil ook wat. En dan smaakt een bezoedeld initiaal al gauw minder lekker.

Zonder vetbloem wél zo appetijtelijk…. (bron: www.debelis.org)

Als het gaat om vetbloem dan is inzicht in de eigenschappen van de cacaoboter van belang. Chocolade bevat ongeveer voor een kwart tot een derde (25-34%) uit cacaoboter, een mengsel van verschillende vetten in minuscule kristallen van enkele duizendsten millimeters doorsnede. Daarnaast zit er zo’n 5-19% cacaopoeder in en ongeveer 42-51% suiker.

De cacaoboter is verantwoordelijk voor de fysische eigenschappen van de chocolade, zoals het smeltgedrag in de mond, de glans en de hardheid. Het is nog niet gemakkelijk die aspecten goed ‘in te stellen’, want de boter kan in maar liefst zes verschillende kristalvormen voorkomen. Het is nu de kunst om bij de vervaardiging van de chocolade één van de twee meest stabiele vormen (gecodeerd als V en VI) uit te laten kristalliseren. Bij de andere vier vormen (I tot IV) is een inferieure chocola het resultaat. Chocoladefabrikanten slagen er dankzij een uitgekiende temperatuurbeheersing gelukkig wel in om de cacaoboter in vorm V te krijgen, maar dat is eigenlijk een sub-optimale oplossing. De chocolade gedaagt zich prima in de mond, maar niet in het winkelschap of in de voorraadtrommel. Omdat vorm V niet de meest stabiele kristalvorm is, gaat deze langzaam maar zeker over in kristalvorm VI. Daarbij ontstaat dan aan de buitenkant van de chocola de witte uitslag: vetbloem.

Chocolade repen zonder vetbloem (links) en met vetbloem (rechts). Beeld: UvA

Röntgenstralen

Tot zover het algemene begrip van chocola, de cacaoboter en de vetbloemen. Om meer inzicht te krijgen in het gedrag van de cacaoboter in het chocolademengsel is een gedetailleerd beeld van de kristalstructuur onmisbaar. Amsterdamse onderzoekers van het Laboratorium voor Kristallografie bij het Van ’t Hoff Instituut voor Moleculaire Wetenschappen zorgden onlangs voor een belangrijke stap voorwaarts. Als eersten publiceerden ze vorige maand in het wetenschappelijke tijdschrift Journal of Physical Chemistry B de structuur van cacaoboter-V.

De aansprekende resultaten zijn het resultaat van gedegen röntgenkristallografisch onderzoek waarvoor ze samenwerkten met de Europese onderzoeksfaciliteit ESRF in Grenoble, die röntgenbundels van zeer hoge kwaliteit kan opwekken. Met zo’n röntgenbundel bestraalden ze een poedervormig cacaobotermonster, waarbij ze de reflecties van de röntgenstralen in kaart brachten. Na veel rekenwerk konden ze daarmee de kristalstructuur van het vet achterhalen. Ook bepaalden ze de structuur van een belangrijk individueel vetzuur (cis-mono-onverzadigde triglyceride) dat ongeveer een kwart van de cacoaboter uitmaakt. Werkgroepleider René Peschar is trots op dat resultaat, zo vertelde hij eerder deze maand aan de Belgische krant De Standaard. ‘’Het is de eerste keer dat de kristalstructuur van een vet opgehelderd wordt. Hiernaar is vijftig jaar gezocht’’.

Peschar en zijn collega-onderzoekers Henk Schenk en Jan van Mechelen konden in de kristalstructuur van cacaoboter-V vaststellen hoe de afzonderlijke vetzuurketens zijn gerangschikt. Ze zagen dat de kristalopbouw hier en daar ‘lege plekken’ vertoont waar de vetzuurketens korter zijn. Dat zou de instabiliteit gedeeltelijk kunnen verklaren. Ook viel het de onderzoekers op dat de hoek tussen zijketens van de vetzuurmoleculen anders was dan altijd gedacht. Volgens Peschar is dat ook een verklaring voor een niet optimale stabiliteit van de cacaoboter-V.

Ofschoon ze in wetenschappelijk opzicht uniek zijn, geven de onderzoekresultaten nog niet het ultieme uitsluitsel over de vorming van vetbloem. Daarvoor zou immers ook de structuur van het meest stabiele cacaoboter-VI bekend moeten zijn. Onderzoeker Van Mechelen vertelde tegen De Standaard dat hij daar binnen een jaar de details van hoopt te kennen. In afwachting daarvan valt er al het een en ander te speculeren. Zo is het denkbaar dat cacaoboter-V in de overgang naar de stabiele VI-vorm de ‘lege plekken’ wegwerkt door met name vetzuren met langere ketens naar buiten te drijven. Die zouden dan aan de oppervlak het witte laagje vetbloem vormen. Met die kennis is na te denken over speciale toevoegingen in de chcoladereceptuur die de kristalstructuur stabiliseren en zo de vorming van vetbloem tegengaan.

Juiste receptuur kan wellicht de vorming van vetbloem voorkomen. Beeld: Radio Nederland Wereldomroep

Entkristallen

Ondertussen ligt er al een andere oplossing op de plank voor het vetbloem-probleem: gewoon ervoor zorgen dat de chocolade vooral cacaoboter-VI bevat. In de chocoladefabriek Barry Callebaut in het Vlaamse Wieze wordt binnenkort een nieuwe methode op industriële schaal beproefd waarbij aan de stollende chocolademasse kleine, zuivere kristalletjes worden toegevoegd. Deze zogenaamde ‘entkristallen’ sturen de vetten in de stollende massa in de juiste richting zodat vooral vet met kristalstructuur VI ontstaat. Daarmee zou de vorming van vetbloem uit de werreld zijn, maar de vraag is of de techiek op grotere schaal echt werkt. En of het resulterende product door de behoudende chocoladewereld geaccepteerd zal worden. ‘’De meningen zijn zeer verdeeld over of je het verschil tussen V en VI kunt proeven’’, zegt hoogleraar Henk Schenk, wetenschappelijk leider van het onderzoeksteam. De onderzoekers, die zichzelf als chocoladeliefhebbers beschouwen, zeggen dat zij in ieder geval geen verschil merken.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 02 november 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.