LA VISCOSITÁ DEL CIOCCOLATO

Un po' di fisica!

A cura di Roberto Caraceni

Questa volta ci occupiamo di un aspetto tecnico del cioccolato, ogni tanto accarezzare la scienza è anche interessante. Vorrei infatti mettere in luce l’importanza della viscosità nel cioccolato. La sua conoscenza ci fa comprendere anche la quantità e complessità di aspetti tecnici che ogni cioccolatiere deve tenere in considerazione; si tratta infatti di un concetto fondamentale per chi lavora il cioccolato, ma importante anche a livello di degustazione in quanto cioccolati con diverse viscosità daranno sensazioni diverse, soprattutto a livello di struttura.

Per i nostri scopi tratteremo la viscosità in modo semplificato, tralasciando eccessivi tecnicismi; essa è definita come “la resistenza di un fluido al movimento quando viene mescolato o versato”. Più è alta, più energia sarà necessaria per muovere il fluido. È un parametro molto importante per molti fluidi, ad esempio, anche per l’uso degli oli industriali. Il cioccolato ricade nella categoria dei fluidi pseudoplastici, quelli che hanno bisogno di uno sforzo iniziale maggiore di una certa soglia per cominciare a muoversi (ad esempio quando usiamo una spatola per mescolarlo), chiamato sforzo di taglio (S), e una volta in movimento l’energia impegnata non è lineare rispetto alla velocità (V) di movimento. Per questo tipo di fluidi il valore di viscosità è rappresentato dal seguente grafico:

*Chiediamo un piccolo sforzo di lettura dei grafici in quanto non siamo riusciti ad avere una migliore qualità.
Ci faremo perdonare al master con qualche cioccolato

 

                                               

Figura 1: grafico di viscosità del cioccolato liquido       

                                                         

Il grafico ci dice che il cioccolato fluido non inizia neanche a muoversi finché la forza applicata, lo sforzo di taglio, è inferiore al valore L (detto limite di scorrimento). Se l’energia è almeno L il fluido inizia a muoversi; superato il valore L, aggiungendo altra forza si ottengono inizialmente piccoli aumenti di velocità, ma via via che il cioccolato accresce il suo movimento sarà necessaria sempre meno forza supplementare per aumentarne ancora la velocità. Questo ha notevoli conseguenze sul cioccolato in fase di lavorazione. Se il limite di scorrimento è alto il fluido tende a stare in piedi, a rimanere compatto, può essere utile ad esempio per realizzare una scritta in cioccolato o altre lavorazioni in cui il cioccolato non deve spandersi; deve invece essere basso, portando quindi il cioccolato ad espandersi, per ricoprire dei biscotti o altro con uno strato sottile. Anche lo sforzo di taglio influenza lo spessore di ricopertura, e determina anche la potenza delle pompe deputate a fare fluire il cioccolato nei circuiti di lavorazione. In generale per la ricopertura è preferibile una bassa viscosità ed un basso limite di scorrimento, per le decorazioni un limite elevato, per il modellaggio una viscosità alta ed un limite basso.

Anche nel nostro palato sentiremo gli effetti della viscosità: più è alta, maggiore sarà la sensazione di resistenza al movimento, quindi di cremosità, densità, ma se è eccessiva potrà rendere il cioccolato quasi gommoso. Viceversa, se troppo bassa il cioccolato risulterà eccessivamente liquido, meno cremoso, quasi acquoso.

Nelle fasi di raffinazione e concaggio si fa attenzione alla granulometria dell’impasto, cioè alla grandezza delle particelle che lo compongono. Spesso ci si riferisce alla grandezza di queste piccole frazioni come alla loro misura massima, ma in realtà solo poche particelle avranno in percentuale quella misura; è importante invece come le grandezze sono distribuite. Mediamente, la maggior parte delle particelle sono molto piccole, ma essendo piccole formano poco volume; via via che cresce la loro misura diminuiscono di numero e quindi il volume complessivo per ogni misura di particella è alla fine simile.

 

Figura 2: distribuzione delle particelle per grandezza e quantità

La distribuzione del volume delle particelle è più importante della loro distribuzione numerica. Infatti la misura massima delle particelle varia molto da un campione all’altro. Mentre le particelle di dimensione maggiore influenzano la struttura, e quindi il gusto, quelle più piccole sono importanti per la fluidità, in particolare per il Limite di scorrimento; difatti ogni particella solida nel cioccolato deve essere ricoperta da un sottile strato di burro di cacao, quindi in questo caso una grande quantità di grasso è necessario per ricoprirle tutte. Se fosse possibile avere tutte particelle uguali, ad esempio da 30 micron (vi veda la Figura 3 caso A), basterebbe poco burro di cacao per ricoprirle tutte, ma si avrebbe un cioccolato molto spesso in quanto rimarrebbero ampi spazi vuoti tra le particelle (circa il 33%); la presenza di particelle più piccole aiuterebbe a riempire gli spazi vuoti (Figura 3 caso B) ma via via che nella lavorazione si ottengono pezzi più piccoli il grasso necessario alla loro ricopertura aumenta.

 

Figura 3: effetto della distribuzione granulometrica

L’ideale quindi sarebbe avere particelle di diverse misure che lascino pochi spazi vuoti ma con la minima superficie che deve essere ricoperta di burro. Il Limite di scorrimento aumenta velocemente via via che il cioccolato diventa più fine, mentre lo sforzo di taglio rimane quasi invariato, diminuendo leggermente; questo in quanto oltre metà del volume del cioccolato è fatto da particelle solide. Se le particelle sono grandi ci sono meno punti di contatto, quindi la struttura è più debole e il valore L più basso; una volta rotta la struttura le particelle iniziano a muoversi, e quindi la granulometria influisce poco sullo sforzo di taglio che resta quasi invariato.

I grassi del latte hanno lo stesso effetto del burro di cacao sulla viscosità se aggiunti al cioccolato a 40°C, ma rallentano la solidificazione e ammorbidiscono il cioccolato finale. Questi grassi fondono ad una temperatura inferiore.

Nell’impasto il grasso deve trovarsi in forma libera per aumentare la fluidità; massa di cacao e latte in polvere devono essere raffinati finemente per far uscire il grasso dalle cellule, inoltre il concaggio deve essere abbastanza vigoroso da rompere ogni agglomerato contenente grassi. Oltre il 32% di contenuto di grassi la viscosità cambia molto poco con l’aggiunta di altro grasso. Un aumento dell’1% ad un contenuto di grassi del 28% ha invece un forte effetto soprattutto sulla velocità di movimento che viene quasi dimezzata; l’influenza è ancora più forte a contenuti più bassi di grasso, dato che sotto il 23% il cioccolato è più una pasta che un liquido, comunque cioccolato al 25% di grasso si trova sul mercato. Il grasso ha invece meno influenza sul limite di scorrimento, che dipende soprattutto dalla forza tra le particelle solide che a sua volta dipende dalla loro distanza reciproca. La lecitina, che conosceremo a breve, influisce sulla viscosità, soprattutto sul limite di scorrimento.

Sono molti i fattori che influiscono sulla viscosità:

  • il contenuto di grassi: un loro incremento determina la diminuzione sia della velocità di movimento che del limite di scorrimento;

  • la durata del concaggio: riduce notevolmente i valori di entrambi i parametri;

  • l’uso del mulino a biglie: producendo particelle molto fini, causa un incremento della viscosità rispetto alla raffinatrice a rulli;

  • l’umidità: al crescere dell’umidità aumenta sia la velocità che il limite di scorrimento;

  • l’aggiunta di lecitina: in generale fino allo 0,5% diminuiscono entrambi i parametri, al di sopra di tale valore la velocità resta constante mentre il limite di scorrimento cresce;

  • la granulometria delle particelle: al crescere della superficie delle particelle, dovuto alla diminuzione delle loro dimensioni, aumenta il grasso necessario per il loro rivestimento e quindi aumentano entrambi i parametri.

Da queste intricate considerazioni si intuisce come lavorare il cioccolato sia tutt’altro che banale e richieda anche specifiche conoscenze tecniche; raffinazione, concaggio, percentuale di burro di cacao, viscosità e tanti altri parametri si influenzano vicendevolmente e vanno a formare un ampio insieme di fattori di cui occorre tenere conto, e per il quale non esiste un insieme unico di valori ottimali; ogni cioccolatiere dovrà cercare di trovare il migliore compromesso tra tutti i parametri in gioco in modo da ottenere il massimo dal proprio prodotto.