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Schokolade und Kakao

Emulgatoren in der Zusammensetzung von Schokolade und Süßwaren.

Die gebräuchliche Bezeichnung für einen hochwertigen natürlichen Emulgator und ein Tensid (Tensid) ist Lecithin. Die industrielle Nutzung begann vor fast 50 Jahren, und in dieser Zeit hatte Lecithin einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Lebensmittelindustrie, insbesondere der Schokoladenproduktion. Lecithin kommt in allen tierischen und pflanzlichen Geweben vor (vor allem in Eigelb - 8-10%). In der Butter von Lecithin 0,5-1,2% und in der Herstellung aus Sojaöl, das derzeit die wichtigste und billigste Quelle für pflanzliches Lecithin ist, beträgt der Lecithinertrag 2,5%.
Gemüselecithin in moderner industrieller Form ist ein wertvoller Lebensmittelzusatz. Es wird wie bei der Herstellung von Lebensmitteln (Schokolade, Margarine, pflanzliche Fette, Instantpulver für die Zubereitung von Getränken, Backwaren) und bei der Herstellung von Farben, Gummi, Kunststoffen und Kosmetika verwendet.
Die Anwendung dieses Emulgators nahm nach der Entwicklung der Technologie zur Extraktion von Lecithin aus Sojaöl um ein Vielfaches zu - die Herstellung aus dieser Quelle erwies sich als mehr als das 100-fache billiger als die Gewinnung von Lecithin aus Eigelb.
Aufgrund seiner molekularen Struktur ist die industrielle Lecithin lipophilen und hydrophilen Eigenschaften, die für seine hervorragenden Eigenschaften als Emulgator und einem Benetzungsmittel ausmacht.
         Arten von Gemüse Lecithin Sojalecithin
Sojalecithin wird aus Sojabohnen durch Auswaschen mit Lösungsmitteln in kontinuierlichen Anlagen gewonnen. Die Lösung wird eingedampft und das Lecithin mit Wasserdampf aus dem Rohöl gefällt. Der Niederschlag wird zentrifugiert und die Restfeuchte durch Vakuumtrocknung entfernt. Durch Anwendung dieser Technologie wird ein hellbraunes Produkt erhalten, das etwa 65% in Aceton unlösliche Phosphatide und einen Rückstand (hauptsächlich aus Sojaöl) enthält. Durch die Wahl des geeigneten Lösungsmittels und der entsprechenden Entschleimungsmethode können die Qualität und die Bitterkeit von Soja verbessert werden. Die Behandlung mit Aceton bietet jedoch den größten Reinigungsgrad. Aceton entfernt sedimentäres Sojaöl sowie andere unerwünschte Aromen und Sterole, aber die Phosphatide bleiben in unlöslicher Form und lösen sich in Kakaobutter oder anderem Pflanzenöl wieder auf.
In einigen Fällen muss das Produkt eine helle Farbe haben und dann Bleichmittel verwenden - Wasserstoffperoxid und Benzoyl. Fettfreie Phosphatide werden zunehmend verwendet (insbesondere als Lebensmittelzusatz), sollten jedoch 2-3% Fett enthalten, da sie bei vollständiger Entfettung schnell zersetzen, oxidieren und unlöslich werden.
Obwohl gereinigte und verfärbte Formen von Lecithin auf dem Markt erhältlich sind, enthalten die meisten industriellen Lecithinarten einen „Träger“ (Sojaöl). Anfänglich war dieser Träger plastisch, gegenwärtig liegt er jedoch in flüssiger Form vor, die besser löslich und mechanisch mischbar ist.
Die ungefähre Zusammensetzung des kommerziellen Lecithin:
Sojaöl,% 35
Chemische Lecithin% (Phosphatidylcholin) 18
Cephalin,% (Phosphatidylethanolamin) 15
İnozitfosfatidı% 11
Phospholipiden und anderen polaren Lipiden,% 9
Kohlenhydrate (Sterin glucosid),% 12
Inositol, mg / g 14
Cholin, mg / g 23
Tocopherol, mg / g 1,3
Biotin mcg / d 0,42
Folsäure, g / g 0,60
Thiamin mcg / d 0,115
Riboflavin mcg / d 0,33
Pantothensäure, g / g 5,59
Pyridoxin mcg / d 0,29
Niacin mcg / d 0,12

Grund analytischen Daten (nach der Methode von JSC SB) [6]:

Aceton unlöslicher 62-65 %
Jodzahl 95
Verseifungszahl 196
Phosphor 2%
Spezifisches Gewicht (bei 25 ° C) 1,0305
pH 6,6
Feuchten Chess 1%
Säurezahl Schach 30
Benzol unlöslichen tah 0,3
Peroxidzahl tah 5
führen Schach 10 ppm[*]
Arsen tah 3 rrt
Eisen tah 40 rrt
andere Metalle tah 15 rrt
WAS 5,000 Maximum
Salmonellen / 25 g Nein
Hefe, Schimmel / g Nein
Entyerobaktyerii / Nein
Die chemische Struktur der primären Phosphatid Verbindung (Phosphatidylcholin) ist wie folgt:
5.0.1
Mit modernen Analysemethoden wurde festgestellt, dass dieser Gehalt dieser Verbindung im extrahierten "natürlichen" Lecithin erheblich variiert. Dies betrifft hauptsächlich die Bindungen der Fettsäuren R und R.1 das kann keine höheren Fettsäuren binden - Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure.
Industrielles Sojalecithin ist in Kohlenwasserstoffen, Fettsäuren sowie in heißen tierischen und pflanzlichen Fetten löslich. Es ist in polaren Lösungsmitteln (zB in Aceton) oder Wasser nicht löslich, jedoch wird Wasser in geringen Mengen in Lecithin dispergiert und bei weiterer Zugabe von Wasser eine Emulsion erhalten. Diese Eigenschaft ist nützlich, wenn nötig, um eine wasserlösliche Substanz (zum Beispiel einen Farbstoff) im Fett zu dispergieren.
Aus Sojaöl abgetrennte Phosphatide sind weniger stabil und werden in Abwesenheit von Tocopherol schnell zerstört. Es wurde festgestellt, dass in Gegenwart von Sojaöl Lecithin selbst lange Zeit anhält, in leicht aromatisierten Produkten (z. B. in Milchschokolade) jedoch nach einer gewissen Lagerung eine Änderung der aromatischen Eigenschaften festzustellen ist. Eine ähnliche Änderung wurde in [6] in Betracht gezogen, wo der Autor 2-Pentylfuran von Sojaöl abtrennte, was angeblich unerwünschten Fremdgeruch verursacht.
         Andere Lecithine pflanzlichen Ursprungs
Pflanzliche Lecithine im industriellen Maßstab werden aus Erdnuss-, Baumwoll- und Maisölen hergestellt. Ihre Haupteigenschaften sind in der Tabelle angegeben. 4.1.
                                                     4.1 Tabelle. Eigenschaften pflanzliche Lecithin
Baumwollsaatöl Erdnussöl
Der Inhalt ist unlöslich 54 72
Aceton,%
Der Phosphorgehalt,% 1,9 2,4
Der Feuchtigkeitsgehalt,% 1,0 1,0
Aussehen Umbra Hellbraun
Konsistenz dicke Flüssigkeit Kunststoff solide
Substanz
Farbe, Geruch Stark, manchmal unangenehm Sehr leichter Geruch,
ny Geruch und Geschmack sauren Geschmack
Solche Lecithine sind sehr vielfältig und ihre Viskosität ist üblicherweise erniedrigt. Ihre Produktion entsprach bisher nicht den Bedürfnissen der Schokoladenindustrie. Lecithin aus Erdnussbutter (falls vorhanden) verändert die für Sojalecithin charakteristischen aromatischen Eigenschaften nicht, so dass es für die Herstellung von zarter Milchschokolade verwendet werden kann.
Es werden auch zwei andere Arten natürlicher Lecithine hergestellt. In den USA wird hochwertiges Lecithin aus Distelöl hergestellt, das jedoch weniger nachgefragt wird als Sojalecithin. Während des Zweiten Weltkriegs in Deutschland wurde Lecithin aufgrund des Mangels an tropischen Ölen aus Rapsöl hergestellt, ist aber seitdem kein Massenprodukt der Nachfrage geworden. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter [UND].
         Synthetische Phospholipide modifizierte Lecithine und pflanzlichen Ursprungs
Chemisches Lecithin ist Phosphatidylcholin, der Hauptbestandteil von pflanzlichem (Sojabohnen-) Lecithin.
Derzeit werden verschiedene synthetische Phospholipide hergestellt. Einer von ihnen, von Cadbury (SasiBu) entwickelt und "GA" genannt, ist
Verwenden Sie ziemlich weit. In Milchschokolade verursacht es keine Geschmacksveränderungen und hat eine bessere Viskositätsverringerungseigenschaft als Sojalecithin.
 YN wird aus Rapsöl durch aufeinanderfolgende Reaktionen erhalten, und zwar:
  • Glyzerolyse in Stickstoffgas;
  • Phosphorylierung von Glycerin Phosphorpentoxid;
  • Neutralisation mit Ammoniak, Filtration und Mischen mit einer bestimmten Menge Kakaobutter.
Das Ergebnis ist ein Material mit der folgenden Zusammensetzung:
  • trifosfatidnaya Säure (mit P 1,7%);
  • bifosfatidnaya Säure (mit P 2,49%);
  • byfosfatyd-monofosfatydnaya Säure (c P Inhalt 3,28%);
  • Biphosphatid-Lysophosphatidsäure (mit dem Gehalt an ¹3,77%) oder ihr Äquivalent mit dem Gehalt an cyclischen Formen im Verhältnis 1: 2;
  • monofosfatydnaya Säure (c P Inhalt 4,62%);
Triglitseridы (neaktivnыe) 40%
Die neutralen Phospholipiden - Absatz a) 15%
Gemischte Phosphatidsäure - Absätze b) -F), wie oben
солей NH4 40%
NH4 - hauptsächlich Salze der Phosphorsäure (mit einigen beiAnwesenheit von organischen Stoffen) 5%
  • Lysophosphatidsäure (mit dem Gehalt an ¹7,35%) oder ihr Äquivalent mit dem Gehalt an cyclischen Formen im Verhältnis 1: 2.
Die Anwesenheit von polymeren organischen Verbindungen wurden identifiziert.
         Prüfen YN Toxizität
Als sich das Produkt verbesserte, führte die britische Vereinigung für industrielle Biologika (BIBRA) Toxizitätstests für YN [7, 8] durch.
In Großbritannien ist die Verwendung von YN von 1962 gemäß der Anweisung Nr. 720 zur Verwendung von Emulgatoren und Stabilisatoren zulässig. Später genehmigte die EWG-Richtlinie Nr. 422 von 30 Juni 1980 (80 / 608 / EEC) die Verwendung dieses Arzneimittels in Produkten auf Kakao- und Schokoladenbasis. Derzeit (ab 1999) ist die Verwendung von YN in Großbritannien, Deutschland, Irland, Island, den Niederlanden, der Schweiz, Australien, Kanada, Neuseeland, Ghana, Kenia und Nigeria offiziell zugelassen.
YN ist auch bei anderen Unternehmen erhältlich, die auf die Herstellung von Lecithin [14] spezialisiert sind.
         Fraktionierte Lecithine und modifizierte Pflanzen
Solche Lecithine werden bei der Herstellung von Wasser-in-Öl- und Öl-in-Wasser-Emulsionen sowie bei der Beschichtung von Pulvern verwendet, wenn eine schnelle Benetzung zur Herstellung von Schokoladengetränken und Kakaopulvern erforderlich ist.
Beim Backen werden modifizierte Lecithine mit verbesserten hydrophilen Eigenschaften verwendet. Die Lecithinfraktionierung erfolgt durch Extraktion von natürlichem Lecithin mit Alkohol. Die alkohollösliche Fraktion ist in Wasser dispergiert und bildet schnell eine Öl-in-Wasser-Emulsion, und die unlösliche Fraktion bildet eine Wasser-in-Öl-Emulsion.
Die Zusammensetzung und die Eigenschaften, die typisch für solche sind in Tabelle Lecithine gezeigt. 4.2 [6].
                                               4.2 Tabelle. Typische modifizierte Lecithine
Substanz Natürliches Lecithin, gereinigt aus Öl,% Phosphatidylcholin + tsefali- konzentrieren sich auf (Alkohol löslich),% Inositol bei tsefali- Konzentrat (unlöslich in Alkohol) +,%
Chemische Lecithin 26,8 55 10
Chemical cephalin 22,4 25 30
Und nozitfosfati dy 16,4 7 40
Sojaöl 3,1 4 4
andere 31,3 9 16
Je nach Verwendungszweck werden diesen Konzentraten „Trägerstoffe“ zugesetzt - Kakao oder anderes Pflanzenöl sowie Propylenglykol können als Beispiele für Lebensmittelanwendungen dienen. Hydroxylierte Lecithine werden durch Behandlung mit Wasserstoffperoxid, Milchsäure und Essigsäure erhalten, was die hydrophilen Eigenschaften verbessert. In Kombination mit Mono- und Diglyceriden in Süßwaren und Backwaren verbessern sie die Textur der Produkte und erleichtern deren Verarbeitung.
         Die Verwendung von Lecithin und anderen Pflanzen abgeleitete Phospholipide in Schokolade
Schokolade ist eine Dispersion der kleinsten Feststoffe in der Fettphase. Bei dunkler Schokolade bestehen diese Feststoffe aus Zucker und gemahlenem Kakaoprodukt. Milchschokolade enthält Partikel aus Milchfeststoffen und Milchfett, die ebenfalls in der Fettphase enthalten sind.
In den frühen Stadien der Schokoladenherstellung ist das Fett vollständig flüssig, in den nachfolgenden Stadien liegt die zum Formen und Überziehen verwendete Schokolade jedoch in ottermirovannoy-Form vor. Diese feste Phase enthält auch eine gewisse Menge an Fettkristallen (normalerweise Kakaobutter), die die Fließfähigkeit der Schokolade beeinflussen, sowie Zuckerpartikel, Kakaopulver und Milch.
          Zähigkeit
Aufgrund des Feststoffgehalts verhält sich Schokolade nicht wie eine echte Flüssigkeit und zeigt die Eigenschaften einer nicht-neonotonen Flüssigkeit. Daher ist die Viskosität von flüssiger Schokolade viel höher als die Viskosität von flüssigen Fetten (70 bzw. 0,4 pz). Die Fließfähigkeit von Schokolade hängt weitgehend von der Geschwindigkeit ab, mit der sich feste Partikel in der flüssigen Phase relativ zueinander bewegen können. Offensichtlich hat die Zugabe von Tensiden einen großen Einfluss auf die Fließfähigkeit, die bei der Zugabe von Lecithin auftritt. Eine zum Formen und Glasieren geeignete Schokoladenviskosität kann mit einem wesentlich geringeren Gehalt an Kakaobutter erhalten werden, wenn Sie in seiner Zusammensetzung Lecithin enthalten. Da Kakaobutter ziemlich teuer ist, liegt der wirtschaftliche Nutzen der Verwendung von Lecithin auf der Hand.
Die Wirkung der Zugabe von Lecithin zur Fettkomponente der zu glasierenden Bitterschokolade ist in Abb. 1 dargestellt. 4.1. Lecithin reduziert Kakaobutter um 5%, was ungefähr 13% des Gesamtfettgehalts ergibt.
Einfluß des Feuchtigkeitsgehaltes auf die Viskosität von Schokolade. Schokolade enthält normalerweise 0,5-1,5% Feuchtigkeit. Bei weiterer Zugabe einer geringen Menge „freier“ Feuchtigkeit steigt die Viskosität der Mischung deutlich an. Wenn die gleiche Menge Wasser einfach in der Zusammensetzung des flüssigen Fetts enthalten ist, tritt eine ähnliche Änderung der Viskosität nicht auf, aber die Zugabe in einer Mischung mit feinen Partikeln von Zucker und Fett hat den gleichen Effekt auf die Viskosität wie in Schokolade.
4.1                                                       Fig. 4.1. Wirkung von Lecithin auf den Fettgehalt in der dunklen Schokolade für enrobing
Die Zugabe von Lecithin zu Schokolade oder zu einer Mischung aus Fett und Zucker führt zu einer merklichen Abnahme der Viskosität (siehe Abb. 4.2). Sein Einfluss auf die Mischung aus Kakaoprodukten und Fett ist viel geringer.
Lecithin zeigt sowohl hydrophile als auch lipophile Eigenschaften. Trotz der Tatsache, dass die Wirkung von Lecithin in Schokolade nicht vollständig verstanden ist, werden die folgenden Überlegungen in [10] gegeben.
Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Zuckerteilchen erhöht die Reibung zwischen ihnen, was zu einer Erhöhung des Widerstands führt, wenn sich diese Teilchen bewegen und die Viskosität erhöht.
Wenn Lecithin zugesetzt wird, binden sich hydrophile Molekülgruppen fest an Wassermoleküle auf der Oberfläche der Zuckerteilchen, wodurch die Reibung abnimmt, die Beweglichkeit der Teilchen zunimmt und die Viskosität abnimmt.
4.2                                                                    Fig. 4.2. Wirkung von Lecithin auf die Viskosität (Viskosimeter Redwood)
Bestätigung dieser Theorie hat Experimente zeigten, dass eine gewisse Menge an Lecithin bindet stark mit den Partikeln aus Schokolade, beispielsweise:
  1. Wenn Schokolade, der eine bekannte Menge Lecithin zugesetzt wurde, mit einem warmen Lösungsmittel auf der Basis von Öldestillationsprodukten extrahiert wird, ist nicht das gesamte Lecithin im extrahierten Fett vorhanden, selbst wenn es erneut extrahiert wird. Die Extraktion kann theoretisch ungefähr 70% Lecithin produzieren;
  2. Eine Mischung aus feinen Partikeln von Zucker, Kakaobutter und Lecithin wird hergestellt und ihre Viskosität bestimmt. Die Mischung wird dann mit Petrolether extrahiert, bis der Zucker entfettet ist. dann wird dieser Zucker wieder mit der gleichen Menge frischer Kakaobutter vermischt; Die Viskosität des Gemisches liegt in der Nähe der Viskosität des Ausgangsgemisches, was darauf hinweist, dass die Aktivität von Lecithin auf den Zuckerteilchen auf demselben Niveau gehalten wird.
Diese Experimente zeigen, dass zur Verringerung der Viskosität von Schokolade nur eine Erhöhung des Gesamtanteils an Lecithin wirksam ist, dies ist jedoch nicht ganz der Fall, wie aus den obigen Diagrammen (Fig. 4.1 und 4.2) hervorgeht, als durch Zugabe von Lecithin in einer Menge von etwa 0,5% eine stetige Verringerung der Viskosität erreicht wurde. Lecithinmoleküle, die nicht an feste Partikel gebunden sind, spielen offensichtlich eine gewisse Rolle bei der Verringerung der Viskosität, aber der Mechanismus ihrer Wirkung wurde nicht vollständig untersucht.
         Andere Wirkung der Zugabe von Lecithin auf die physikalischen Eigenschaften
Neben einer spürbaren Abnahme der Viskosität von Schokolade bei der Zugabe von Lecithin können weitere Veränderungen der physikalischen Eigenschaften festgestellt werden.
Die Rolle der Temperatur. Beim Erhitzen von Schokolade ohne Lecithin über bestimmte Temperaturen wird ein merklicher Viskositätsanstieg beobachtet. Bei dunkler Schokolade liegt diese kritische Temperatur bei etwa 90 ° C (sie wird bei der Schokoladenverarbeitung sehr selten erreicht), bei Vollmilchschokolade ist jedoch bereits ein signifikanter Viskositätsanstieg um 60 ° C zu beobachten. Obwohl die Verarbeitung von Schokolade hauptsächlich bei Temperaturen unter 52 ° C durchgeführt wird, wird zur Entwicklung der Aromaeigenschaften das Conchieren manchmal bei 60 ° C durchgeführt. Durch die Zugabe von Lecithin können Sie die Temperatur erhöhen, ohne die Viskosität zu ändern (für Milchschokolade können Sie Temperaturen bis zu 80 ° C verwenden).
Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von Milchpulver (insbesondere Vollmilchpulver, SCM) kann es jedoch zu einer Granulierung bei hohen Conchiertemperaturen in Schokolade kommen. Bei Verwendung von Magermilchpulver verringert sich die Wahrscheinlichkeit (siehe „Schokoladenherstellung“).
Vergütung. Das Tempern ist für die Bildung stabiler Kakaobutterkristalle in flüssiger Schokolade erforderlich. Bei richtig temperierter Schokolade kommt es unter normalen Lagerbedingungen nicht zu Verfärbungen oder Plaquebildung. Die Zugabe von Lecithin verändert die Anlassbedingungen und es wird eine Unterkühlung auf etwas niedrigere Temperaturen beobachtet.
Aufgrund einer solchen Änderung des Kristallisationsmodells wurde wiederholt festgestellt, dass Lecithin das Auftreten von Plaque verhindert und auch die Brillanz und Verarbeitbarkeit von temperierter Schokolade beeinflusst. Es gibt immer noch keine ausreichenden Hinweise auf einen solchen Effekt. Daher ist es sehr wichtig, Unterschiede in den Temperaturbedingungen zu erkennen und die Technologie entsprechend anzupassen.
Wenn der Lecithingehalt versehentlich oder aus irgendeinem anderen Grund den normalen Wert in 0,5% überschreitet, kommt es zu einer merklichen Änderung der Anlassbedingungen. Normalerweise ist die "Einstellung" von Schokolade 27-29 ° C, aber wenn Sie mehr 1% Lecithin hinzufügen, kann diese Temperatur auf 21 ° C fallen. Manchmal tritt dieses Problem in automatisierten Systemen zum Dispergieren von Lecithin auf.
Die Fähigkeit, die Viskosität YN (im Vergleich zu Sojalecithin) zu reduzieren.
YN Fähigkeit, die Viskosität beobachtet zu reduzieren, wenn auf 0,8% oder mehr hinzugefügt. Eine noch größere Wirkung hat es in einem kleineren Anteil (0,1-0,5%) auf die Schokolade hinzufügen. Bei der Verwendung von etwa 0,5% Soja-Lecithin verringert die Viskosität, und seine Zugabe über dieser Menge führt zu seiner Erhöhung.
Eine Reihe von Experimenten mit Milchschokolade wurde durchgeführt, und ein Brookfield-Viskosimeter (Brookfield) wurde verwendet, um die Viskosität bei verschiedenen Schergeschwindigkeiten zu bestimmen. Es wurde festgestellt, dass die Viskosität von Schokolade mit der Schergeschwindigkeit variiert.
Die Diagramme, die die Abnahme der Viskosität in Abhängigkeit von der Menge an zugesetztem YN und Sojabohnenlecithin bei verschiedenen Schergeschwindigkeiten zeigen, sind in Fig. 1 gezeigt. 4.3.
Es wurde Milchschokolade mit einem Gesamtfettgehalt von 34,0% verwendet, der 0,1-0,5% Lecithin zugesetzt wurde. Kakaobutter wurde allen Schokoladensorten zugesetzt, deren Lecithingehalt unter 0,5% lag. Somit betrug die Gesamtmenge an Fett (einschließlich Lecithin) in allen Versuchsproben 34,5%.
Bestimmung der Viskosität wurde bei 40 ° C durchgeführt, bei der das Fett nicht Pellets bildeten.
Wie aus den obigen Graphen zu sehen ist, ist die Fähigkeit, die Viskosität von YN reduzieren im Vergleich zu Sojalecithin ist 5 / 3.
Die Steigung der Kurven für Sojalecithin wird im Vergleich zu YN bei der 0,5% -Zugabe merklich flacher, und das folgende Beispiel von Kurven (Fig. 4.4) veranschaulicht die Auswirkung auf die Viskosität, wenn YN in einer Menge von bis zu 0,9% (wesentlich) zugesetzt wird.
4.3
Eine Viskositätsverringerung wird im 0,5-0,9% -Bereich beobachtet. Während der Versuche wurde fette Milchschokolade mit einem Gesamtfettgehalt von 32,5% verwendet.
Wir verwenden eine Vielzahl von Begriffen auf die Viskosität bezogen, - insbesondere die "Scherrate", "Ertragswert", "Newton" und "Nicht-Newtonsche Flüssigkeit." Im Folgenden sie in Verbindung mit der Bestimmung der Viskosität der Glasur verwenden auf Schokolade und Gemüsefett hergestellt basiert.
         Andere Tenside,
Zusätzlich zu YN wurden andere Phosphatide und komplexe Glyceride entwickelt, die bei der Herstellung von Schokolade und anderen Lebensmittelprodukten verwendet werden.
Bei der Herstellung von Schokoladenglasur wurden kürzlich häufig von der Emulsol Company of America entwickelte Chovis-Verbindungen verwendet, die sich jedoch im Vergleich zu Lecithin als zu teuer erwiesen. Sie sind offiziell dazu berechtigt
4.4
in Essen in den Vereinigten Staaten [19] und haben viel mit YN gemeinsam. Wenn YN aus Ammoniumsalzen von Phosphatidsäuren besteht, sind Chovis-Verbindungen Natriumsalze: einwertiges Natriumphosphat-1,2-Diglycerid und 1-Natriumphosphat-3-Monoglycerid.
Für die Verwendung in Margarine wurde American Emargol vorgeschlagen, bei dem es sich um 1-Monostearin-3-Natriumsulfoacetat handelt.
Mehrere Phosphat Monoglyceride hergestellt von Witco Chemical Co. unter dem Handelsnamen Emcol, aber ihre Anwendung in der Herstellung von Schokolade keine Daten.
Experimentell wurden Saccharoseester [15] in Schokolade eingeschlossen. Sorbitolstearate (Span 60, Tween 60) in Schokoladenglasur erwiesen sich als unwirksam, erwiesen sich jedoch als nützlich für die Zusammensetzung von Glasuren auf Basis pflanzlicher Fette.
Polyglycerylnitricolat, ein partieller Polyglycerylester von transerifizierten Rizinusölfettsäuren, verstärkt die Wirkung von Lecithin und hat die dynamische Scherfestigkeit von hochviskosen Schokoladen sehr wirksam eingestellt.
Diese Daten werden in [1], wie sie durch die Tabellen und die 4.3 4.4 belegt.
                                         4.3 Tabelle. Zartbitter-Schokolade
Bei Zugabe von Lecithin%
Plastische Viskosität (pz)
Dynamische Scherfestigkeit (d / cm2)
Wenn PGPR Hinzufügen%
Plastische Viskosität (pz)
Dynamische Scherfestigkeit (d / cm2)
0,3
18,5 155
0,1
12,5
151
0,7
17,1 221
0,2
14,8
82
1,3
12,4 285
0,5
14,9
13
4.4 Tabelle. Milchschokolade 0,5% Lecithin
Wenn Sie hinzufügen PGPR,%
Kunststoff
Viskosität (pz)
Dynamische Scherfestigkeit
(Dyne / cm)
0
15,3
72
0,1
15,2
64
0,2
15,6
56
0,3
17,4
30
0,4
16,4
26
        Die Rheologie, Viskosität, Viskositätsmessung Bestimmung
Die Begriffe "Rheologie" und "Viskosität" in der Lebensmittelindustrie werden häufig verwendet, um die Fließeigenschaften verschiedener Produkte zu beschreiben.
"Rheologie" ist "die Wissenschaft der Verformung und der Fluidität der Materie", und das Konzept der "Viskosität" ist mit der inneren Reibung von Flüssigkeiten verbunden.
Um den Materiefluss zu verursachen und aufrechtzuerhalten, wird Energie benötigt. Die mathematische Darstellung der Viskosität ist recht schwierig, und wir werden sie nicht anrühren (siehe dazu die Literatur am Ende des Kapitels).
Dennoch sind einige grundlegende Konzepte zur Viskositätsmessung erforderlich - insbesondere im Hinblick auf die Fließeigenschaften von Schokolade.
Es gibt zwei Haupttypen von Flüssigkeiten - Newtonsche und Nicht-Newtonsche. Die Viskosität von Newtonschen Flüssigkeiten hängt nicht von der Schergeschwindigkeit (Vermischung) ab, sondern variiert mit der Temperatur. Newtonsche Flüssigkeiten umfassen Wasser, Alkohol, niedrigviskose Pflanzenöle und Glycerin. Komplexere Flüssigkeiten, nämlich Schokolade oder Farben (einschließlich typografischer), werden als „nicht-Newtonsche“ bezeichnet. Ihre Viskosität wird durch das Vorhandensein fester Partikel in der Suspension sowie durch die Temperatur beeinflusst.
Der Fluss dieser Flüssigkeiten beginnt, wenn eine bestimmte Streckgrenze erreicht ist (siehe unten), wonach ihre Viskosität abnimmt und die Schergeschwindigkeit zunimmt.
Die oben genannten Fließeigenschaften wurden in [3] am Beispiel von Druckfarbe untersucht, und für Schokolade wurden diese Ergebnisse später in [18] bestätigt.
Es wurde schnell klar, dass die in [3] ermittelten Werte näher an den Fließparametern von Schokolade liegen als Daten, die mit einem Rotationsviskosimeter mit einfacher Geschwindigkeit (z. B. McMichael) oder einem Membranviskosimeter (Redwood) ermittelt wurden. Casson-Werte [3] werden derzeit wie folgt bestimmt:
Plastische Viskosität - ist die Kraft erforderlich, um eine konstante Strömung eines Fluidmasse zu erhalten.
Die dynamische Scherfestigkeit (Streckgrenze) ist die Kraft, die erforderlich ist, um den Fluss einer bestimmten flüssigen Masse zu initiieren.
Der Wert dieser Werte hat mit dem Aufkommen von Lecithin und der Verwendung von hochviskosen (weniger flüssigen) Schokoladensorten noch mehr zugenommen. Hochviskose Milchschokolade ist aufgrund ihres Milcheiweißgehalts besonders anfällig für Schwankungen.
Der praktische Wert dieser Größen kann wie folgt veranschaulicht werden.
Niedrige dynamische Scherfestigkeit erleichtert den Formungsprozess. Schokoladenformmasse wird oft nach der Rezeptur hergestellt, die einen geringen Fettgehalt und damit eine hohe Viskosität und Fließfähigkeit aufweist und daher zum Einfließen in die Formen viel Energie benötigt. Es wurde gefunden, dass die dynamische Scherfestigkeit durch Verwendung synergistischer Emulgatoren (zum Beispiel Polyglycerylpolyricinoleat) verringert werden kann.
In enrobing Schokolade Schäden zu verhindern und Dekorationen Schokolade Tropfen von der Mitte zu vermeiden, die an den Rändern zur Bildung von Flecken führt, ist es notwendig, relativ hohe dynamische Scherfestigkeit.
Die Verwendung von Rotations- oder Membranviskosimetern mit einer Geschwindigkeit zeigt, dass es möglich ist, zwei Schokoladen mit identischen Viskositäten zu produzieren, jedoch aufgrund der unterschiedlichen dynamischen Scherfestigkeit, die sich unterschiedlich auf die Leistung der Ausrüstung auswirkt. Bisher war dies die Ursache für häufige Streitigkeiten zwischen Produktionspersonal und Kontrolldienst.
         Viskozimetrы
Es gibt verschiedene Viskosimeter. Einige von ihnen sind einfach, kostengünstig und ermöglichen die Bestimmung der Viskosität nur empirisch, während andere komplexer sind und genaue und vollständige Daten zu den Fluideigenschaften von newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten liefern.
         Einfache Viskosimeter
In früheren Zeiten produzierte die Schokolade mehr Flüssigkeit, aber mit steigenden Preisen für Kakaobutter Schokolade fließen alle zurückgegangen, und die Viskosität erhöht.
Die Fließfähigkeit von flüssiger Schokolade kann mit einfachen Viskosimetern gemessen werden, um die Viskosität von Schmierölen (wie Redwood-Viskosimetern) zu messen. Viele Firmen entwarfen ihre eigenen Geräte und setzten ihre Fertigungsstandards. Solche Geräte sind recht billig und werden immer noch in kleinen Unternehmen eingesetzt, die mit fließenden Zutaten oder Zuckerguss arbeiten.
Redwood-Viskosimeter (Fig. 4.5) besteht aus einer zylindrischen Kammer mit einem Mantel und einer kleinen Röhre an der Unterseite. Dieses Rohr hat eine vorbestimmte Länge und Durchmesser.
Das Hemd ist mit Wasser gefüllt (38 ° C), dessen Temperatur normalerweise durch einen Thermostat geregelt wird. Von 49 ° C auf diese Temperatur abgekühlt, wird Schokolade in eine bestimmte Kammer gegossen und eine Stange mit einer Kugel am Ende von unten in das Loch eingeführt. Wenn der Ball losgelassen wird, fließt die Schokolade in einen kleinen Eimer, und die Zeit zum Füllen des Eimers ist festgelegt. In der Regel dauert dieser Vorgang 25-60 mit je nach Größe des einstellbaren Lochs.
Dieses empirische Werkzeug eignet sich sehr gut zum Arbeiten mit einer dünnen Glasur. Die Viskosität der Verbundglasur wird bei 49 ° C gemessen. Eine Vorrichtung zur Messung der Viskosität von dickeren Beschichtungen basiert auf dem Prinzip einer fallenden Kugel, nur anstelle einer Kugel unter Verwendung eines Messkegels. Wie im vorherigen Fall wird die Schokolade auf die gewünschte Temperatur gebracht. Der Kegel wird in einer bestimmten Höhe über der Schokoladenmasse fixiert, dann freigegeben und die Eintauchtiefe durch Abstufungen auf seiner Oberfläche gemessen (Abb. 4.6).
4.5                                                                             Fig. 4.5. Redwood-Viskosimeter
4.6                                                                                     Fig. 4.6. Viskosimeter Kegelfall
 Dies ist auch ein empirischer Werkzeug ein nützliches Werkzeug ist, die Viskosität der Glasur zu messen.
Um mit modernen Hochleistungsgeräten und der ständigen Verwendung von hochviskoser Schokolade mit geringem Kakaobuttergehalt zu arbeiten, sind präzisere Werkzeuge erforderlich.
         Rotatsionnыe viskozimetrы
In der Schokoladenindustrie werden Rotationsviskosimeter mit einer Geschwindigkeit von Mac-Michael (MacMichael) und Brookfield und Haake (Brookfield, Haake) mit mehreren Geschwindigkeiten verwendet.
McMichael-Viskosimeter (Abb. 4.7). Dieses Rotationsviskosimeter ist von der American Association of Confectionery Technologists zugelassen und von der National Confectioners Association der Vereinigten Staaten von Amerika übernommen. Das Funktionsprinzip ist wie folgt. Der Metallzylinder wird an einem verdrillten Draht aufgehängt und in eine mit Schokolade getestete Tasse getaucht. Schokolade bei einer gegebenen Temperatur wird in eine Tasse mit der entsprechenden Teilung des Zylinders gegossen und die Tasse wird mit einer gegebenen Geschwindigkeit gedreht. Biegung4.7Die Drähte, die durch die Bewegung der rotierenden Schokolade verursacht werden, werden auf einer Skala gemessen, die an dem Draht angebracht ist. Für genaue Ergebnisse sollte das Instrument in einem temperaturgesteuerten Schrank aufbewahrt werden.
Und Temperatur, die folgenden Parameter:
Schokolade
Cup - 6,9 cm Innendurchmesser, Dreh mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 / min.
Zylinder - Durchmesser cm 2,0, 3 cm Eintauchtiefe.
Litze - № 26.
Die Temperatur der Schokolade - 38 ° C (gekühlt mit 50 ° C Temperatur).
Composite-Glasur
Gleiche wie für die Schokolade, aber 43,6 ° C Temperatur (gekühlt mit 52 ° C).
Eis-Glasuren
Temperatur - 38 ° C
Anstelle eines Zylinders - Durchmesser Scheibe 5,7 cm 4 cm Eintauchtiefe.
In Viskosimeter sollte McMichael die Drehzahl und Verdrehen des Drahtes in Bezug auf die Referenz regelmäßig überprüfen.
Der Nachteil dieses Viskosimeters ist die Unfähigkeit, vollständige Informationen über die Fließeigenschaften verschiedener Schokoladensorten zu erhalten. Zusätzlich zu der Tatsache, dass dieses Gerät mit einer Geschwindigkeit arbeitet, kann der Abstand zwischen dem Becher und dem Zylinder nicht genau bestimmt werden.
Das Verhältnis des Durchmessers des Zylinders und des Bechers ist so klein, dass die Verschiebung der Schokolade über den Spalt ungleichmäßig erfolgt. Mac-Michael- und Brookfield-Viskosimeter-Daten wurden in [17] verglichen, wobei festgestellt wurde, dass bei einer gegebenen Rotationsgeschwindigkeit auf einem Brookfield-Viskosimeter (20 U / min) die darauf erhaltenen Daten dem Mac-Michael-Viskosimeter mit einem konstanten 3,40-Koeffizienten entsprachen.
Viskozimetrы Brookfield / Haacke. Mit solchen Viskosimetern können Parameter wie plastische Viskosität und dynamische Scherfestigkeit genau bestimmt werden. Das Funktionsprinzip ist in Abb. 2 grafisch dargestellt. 4.8 und beschrieben in [17]. Die Entwicklungen und Methoden des Unternehmens für ihre Verwendung sind im Originalmaterial [9] aufgeführt.
Die Messung wird wie folgt durchgeführt.
Eine Probe der Schokoladenmasse wird gründlich geschmolzen und bei 50 ° C gemischt, wobei das Eindringen von Luft vermieden wird. Dann wird es auf eine Temperatur von etwa 43 ° C abgekühlt und in den Viskosimeterbecher überführt.
Die Temperatur des äußeren Zylinders wird durch den Wassermantel und den Thermostat auf dem Niveau von 40 ° C ± 0,10 gehalten.
Der Innenzylinder wird in Bewegung gesetzt, wenn sich die Temperatur der Schokolade auf 40 ° C stabilisiert.
von der Viskosität werden die Daten zunächst mit zunehmender entfernt
4.8                                                                    Fig. 4.8. Das Funktionsprinzip eines Brookfield-Viskosimeter / Haake
(Von 1 50 zu U / min), Scherraten, und dann, wenn abnimmt. Die Berechnungen werden auf den Mittelwerten vorgenommen.
In den Ringspalt zwischen den Zylindern wird eine Probe Schokoladenmasse eingefüllt. Das Drehmoment wird gemessen, indem der Zentralzylinder mit einer bestimmten Geschwindigkeit gedreht wird.
Um die plastische Viskosität und die dynamische Scherfestigkeit zu messen, sollte nach Cassons Ansicht die Quadratwurzel der Schergeschwindigkeit (U / min) im Verhältnis zur Quadratwurzel der Scherspannung (gemäß den Viskosimeterdaten) in das Diagramm eingetragen werden. Das Ergebnis ist eine gerade Linie in Abb. 4.9. Mit dem Computersystem von Richardson (Kalifornien) können komplexe Fertigungsberechnungen vermieden werden.
Wie können quantitative Daten verwendet werden, um verschiedene Eigenschaften eines Produkts zu untersuchen?
Die Fließeigenschaften von Schokolade werden durch den Feuchtigkeits- und Kakaobuttergehalt, das Fett, die Partikelgröße, die Betriebstemperatur und die Art der Zutaten beeinflusst. Die während der Messungen erhaltenen Zahlen ermöglichen die Erstellung einer funktionierenden technologischen Tabelle und einer Rezepttabelle (Abb. 4.10). Vor jeder Gruppe von Indikatoren sollten Änderungen der Inhaltsstoffe, Rezepte, Prozessparameter sowie der Ergebnisse von Beobachtungen notiert werden.
4.9                                                    Fig. 4.9. Bestimmung der plastischen Viskosität und Fließgrenze
Datum Typ

Schokolade

Plastische Viskosität Dynamische Scherfestigkeit Fettgehalt (Kakaobutter) Feuchtigkeitsgehalt Größe

Teilchen

Prime

Chania

         Mobilometr Gardner
Dieses Gerät wurde ursprünglich in 1932 von der American Association of Newspaper Publishers empfohlen, um die Konsistenz der Druckfarbe zu messen. Die Möglichkeit seiner Verwendung bei der Herstellung von Schokolade wurde in [12] untersucht, und es stellte sich heraus, dass es ein zuverlässiges und kostengünstiges Mittel zur Bestimmung der plastischen Viskosität und der dynamischen Scherfestigkeit ist.
Das Gerät besteht aus einem vertikal positioniert auf einer flachen Oberfläche und der vorderen vertikalen Zylinder, durch die eine vorbestimmte Last um eine vorgegebene Strecke im Laufe der Zeit ab und die Halterung an dem Kolben montiert bewegen. Unter der Wirkung der Schwerkraft des Stößels Flüssigkeit nach oben durch vier Löcher in der Scheibe des Kolbens verschoben wird.
Der Kolben ist eine Kolbenstange, deren unteres Ende mit dem Spindelantrieb verbunden ist (s 51 4 oder Löcher oder fest), während das obere Ende der hohlen Trägerpalette, die separat geladen werden kann. Das Gewicht all des Kolbens 100 g, einschließlich dem Antrieb der Kolbenstange und dem Fach ohne Last.
Schokolade, um die Temperatur zu messen 40 eingestellt ° C, für ein Rohr gefüllt 1 cm von der Spitze. Der Kolben führt eine einzelne Bewegung nach oben und unten um Luftblasen zu entfernen. Die Kolbenstange ist in Zentimeter markiert, und die Viskosität Rekordzeit auf seinem Tauchgang 10 cm verbracht, um zu bestimmen.
Dann wird das obere Fach, die Ladung und wiederholen Sie die Probe gestellt. Durch Veränderung der Last eine Anzahl von Indikationen entfernt, von dem aus man die plastische Viskosität und Fließgrenze berechnen kann.
Es ist zu beachten, daß zwischen dem Viskosimeter und mobilometra Gaaki es gut übereinstimmt, und ist nun weitere Studien durchgeführt werden.
         Die Verwendung von Lecithin in Schokolade, Kakaopulver und Schokoladengetränke
                                                                      Schokolade
Aus dem Vorhergehenden sollte klar sein, daß die Wirkung von Lecithin lediglich eine Oberfläche ist, und daher ist es wichtig, dass die festen Partikel auf der Oberfläche der Schokolade maximale Menge an zugesetztem Lecithin aktiviert wurde.
Die Menge an Lecithin, die in Schokolade wirksam ist, ist sehr begrenzt und beträgt 0,2-0,6% für Soja- und andere pflanzliche Lecithine und bis zu 1% für synthetisches K / V-Phospholipid. Im ersten Fall beziehen sich die Zahlen auf natürliche Lecithine zur industriellen Verwendung. Sojaprodukte enthalten normalerweise 65% bis 70% aktive Phospholipide. Der Rückstand ist je nach Herkunft des Produkts Pflanzenöl und kann durch Kakaobutter oder raffiniertes Pflanzenöl ersetzt werden. In Ländern, in denen der Zusatz von Lecithin durch Vorschriften begrenzt ist, wird der Gehalt an aktiven Phospholipiden manchmal bestimmt. In anderen Ländern ist die Verwendung von Lecithin-Ersatzstoffen weiterhin verboten.
Das Steuern der Viskosität von Schokolade ist ein komplexes Verfahren, und die einfache Zugabe von beispielsweise 0,5% Lecithin zusammen mit anderen Bestandteilen führt nicht zu einer maximalen Verringerung der Viskosität. In der Praxis wird Lecithin hauptsächlich zugesetzt, um Kakaobutter während des gesamten Prozesses zu konservieren, und daher ist es manchmal erforderlich, seine Anwendung zwischen den Mahl- und Conchierstufen zu verteilen. Um die maximale Verringerung der Viskosität zu erreichen, sollte Lecithin so nahe wie möglich am Ende des Conchierens zugesetzt werden, was mit der Notwendigkeit verbunden ist, Lecithin auf der Oberfläche der Partikel zu halten. Eine zu trockene oder zu flüssige Mischung fließt nicht mit der optimalen Geschwindigkeit zu den Mahlwalzen, was zur Bildung eines ungleichmäßigen Films auf ihnen führt. Wenn die gereinigte Masse mit einem geringen Gehalt an Kakaobutter in einen ordnungsgemäßen körperlichen Zustand gebracht werden kann, macht sich die Sparwirkung dieses Öls während des gesamten Prozesses bemerkbar.
Wenn der Gesamt-Lecithin-Zusatz 0,5% beträgt, ist es daher ratsam, 0,15-0,2% vor dem Mahlen in der Mischphase und den Rest am Ende des Conchierens zuzugeben. Wenn die Schokoladenmasse ohne Lecithin beim Mahlen einen Kakaobuttergehalt von beispielsweise 27% aufweist (um den Durchgang durch die Walzen sicherzustellen), hat die Zugabe von Lecithin die gleiche Konsistenz, wenn der Kakaobuttergehalt unter 1-2% liegt. Der tatsächliche Gehalt an Kakaobutter hängt von der Formulierung und der Partikelgröße ab. Ein verringerter Gehalt an Kakaobutter unter Zusatz von Lecithin wirkt sich jedoch auch auf den Gehalt in der fertigen Schokolade aus.
In der nächsten Stufe sollen die "Flocken" von den Mahlwalzen entfernt und in eine bewegliche Masse umgewandelt werden, die zum Conchieren ohne zusätzliche Zugabe von Lecithin geeignet ist. Dies wird durch mechanisches Rühren und Mischen erreicht, sei es in einem separaten Mischer oder in der ersten Stufe eines rotierenden oder kontinuierlichen Maschinenbetriebs. Diese Technologie wird als „trockenes Conchieren“ bezeichnet (siehe Kapitel 5 „Schokoladenherstellung“). Anschließend wird mit höherer Geschwindigkeit gemischt und (in einigen Fällen) Kakaobutter hinzugefügt.
Am Ende des Conchierens wird der Lecithinrückstand zusammen mit den Aromastoffen zugegeben und nach einiger Zeit, die zum Dispergieren ausreicht, die Viskosität überprüft. Gegebenenfalls durch Zugabe von Kakaobutter regulieren. In keinem Fall sollten Sie die Viskosität durch Zugabe von Lecithin einstellen.
Manchmal ist es möglich, durch schnelles Mischen nach dem Conchieren eine weitere Verringerung der Viskosität zu erreichen, dies hängt jedoch von der Schokoladensorte und dem Gehalt an Kakaobutter ab. Der Grad einer solchen Reduktion kann nur empirisch ermittelt werden.
         Kakaopulver und Schokoladengetränke
Fein gemahlene Pulver, insbesondere fetthaltige Pulver (Kakaopulver und Schokoladenpulver für die Zubereitung von Getränken), sind schwer zu benetzen und in Wasser oder wasserhaltigen Flüssigkeiten wie Milch zu dispergieren.
Verwendung als oberflächenaktive Mittel Lecithin oder modifiziertes Lecithin Änderungen in der physikalischen Struktur des Pulvers bewirkt, wobei die Dispersion auftritt.
Häufig wird die Zugabe von Lecithin mit dem Vorgang der „Instantiierung“ kombiniert (siehe Abschnitt „Milchpulver“ in Kapitel 5). Dadurch können die kleinen Partikel mit den Kapillarkanälen, durch die die Flüssigkeit austritt, an den Agglomeraten „haften“ und einen Benetzungseffekt verursachen. Solche Agglomerate beeinflussen auch die Dichte des Materials und haben daher bei einer gegebenen Masse ein größeres Volumen.
Modifizierte Lecithine werden derzeit speziell für die Herstellung von Spritzpulvern [13] hergestellt; Sie werden in flüssiger Form verwendet und bei normalen Temperaturen mit speziellen Mischern und Sprühpistolen oder während der Sprühtrocknung auf die Pulver gesprüht. Wenn das Pulver bereits agglomeriert ist, kann dem Pulver durch einfaches Trockenmischen modifiziertes Lecithin zugesetzt werden.
         Literatur
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  2. Cadbury Bros. Ltd. britischen Patent № 1 032 465. - 1966.
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  13. Meyer, Lucas, 1985. Hamburg, Bundesrepublik Deutschland.
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  16. Richardson, TW Richardson Researches Inc., Hayward, Kalifornien. 1979 /
  17. Robbins, JW Eine schnelle zuverlässige Methode zur Messung der Fließgrenze, plastische Viskosität und «MacMichael» Viskosität von Schokolade // Manuf Confect. - 1979.
  18. Steiner, EH Rheologie von dispersen Systemen // Rheologie disperser Systeme / Casson N. - London: Pergamon Press, 1959.
  19. Definitionen und Standards für Nahrungsmittel / US Food and Drugs Administration. - 1944. - Titel 21. Pt 14, Cacao Produkte, Sec. 14.6 (a) und 14.7 (a).
  20. Das US-Patent № 2 629 662.
  21. Witco Chemical Co. Inc., Chicago, 111.

[*]partspermillion, ppm. - Hinweis. Ed.

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