Исследовательская работа по физике "Немного о шоколадной физике" студентки ГАПОУ РК "Северный колледж" Логвиненко Софьи

Государственное автономное профессиональное  образовательное учреждение  Республики Карелия «Северный колледж» Исследовательская работа  по физике Немного о шоколадной физике Выполнила: Логвиненко Софья  Александровна студентка группы ТОП­2 ГАПОУ РК «Северный колледж» Руководитель: Вахрамеева Н.Н. преподаватель  физики ГАПОУ РК «Северный колледж» 1 г. Сегежа, 2018 Содержание Введение_______________________________________________________ Глава I Всё о шоколаде История шоколада________________________________________________ Виды шоколада__________________________________________________ Применение в кулинарии__________________________________________ Глава II Экспериментальная часть Критерии отбора шоколада для эксперимента_________________________ Изучение физических свойств шоколада_____________________________ Украшения из шоколада___________________________________________ Заключение______________________________________________________ Список ресурсов_________________________________________________ 3 4 6 11 11 11 14 15 16 2 Введение Для меня шоколад – это незаменимая часть жизни, так что выбрать этот проект – это счастье. Шоколад –не только вкусный десерт к чаю или кофе, но еще и важный компонент многих блюд. Его используют   в кондитерских изделиях,   в первых и даже вторых блюдах. Салаты   с   шоколадом   –   не   такая   уж   и   редкость,   а   мясо   с   шоколадом   –   это   отличная возможность узнать в себе великого гурмана. Шоколад очень разнообразен, и знания о нем очень   помогут   в   моем   профессиональном   обучении.   Ведь   если   знаешь,   сколько   времени топить   шоколад,   или   сколько   времени   требуется   для   застывания,   то   можно   легко рационально распланировать время приготовления в  профессии повара кафе или ресторана.  Цель работы: изучить физические свойства и процессы шоколада Для выполнения проекта были поставлены задачи: узнать: o историю появления шоколада (изучить электронные источники информации) o разнообразие видов o физические свойства шоколада o применение шоколада в кулинарии выполнить исследования отдельных физических свойств шоколада:  эксперимент по топлению (плавлению) шоколада  эксперимент по застыванию (кристаллизация)шоколада  определение плотности шоколада  украшения из шоколада (темперирование) 3 Глава I. Все о шоколаде. История шоколада. Шоколад — кондитерское   изделие на   основе масла   какао,   являющееся   продуктом переработки какао­бобов — семян шоколадного дерева, богатых теобромином и кофеином.В древности   именовали   “чоколатль”   или   “дар   богов”.  Благодаря   своему   вкусу,   он   получил широкое распространение во всем мире и популярность у большей части народа. Шоколад чаще таких   как   десертных   блюдах,   в     всего   можно   встретить торты, пудинги, муссы, шоколадные пирожные и печенья. Его можно найти и внутри конфет, в виде   начинки,   и   снаружи,   как   глазурь,   также   твёрдые   плитки   шоколада   и   батончики, покрытые шоколадом, едят в качестве закуски. Шоколад в качестве подарков выпускается в различных формах (например, в виде символа сердца) и является традиционным на некоторых праздниках,   таких   как Пасха и День   святого   Валентина.   Шоколад   также   используется   в горячих и холодных напитках, таких как шоколадное молоко и горячий шоколад. Шоколадные   изделия   довольно   часто   содержат ароматические добавки (кофе, спирт, коньяк, ванилин, перец), пищевые   добавки (изюм,   орехи, вафли, цукаты)   или начинку. Родиной этого сладкого десерта, как и дерева какао, является Центральная и Южная Америка.   Индейцы майя,   а   потом   и ацтеки на   протяжении   многих   столетий   смешивали молотые и обжаренные какао­бобы с водой, а затем в эту смесь добавляли горький перец. В итоге  получали  горьковатый,  острый  пенистый  напиток высокой жирности,  который  пили холодным. В Европе  напиток из какао известен с 1520­х годов; первым же его отведал Эрнан Кортес,   конкистадор   из   Европы.   К   началу   XVII   века   вместо   холодного   и   горького   этот напиток в Европе превратился в горячий и сладкий. Но, как ни гляди, он был очень дорогим, так что пить его могли только состоятельные люди тех времен. 4 Современный   период   в   истории   шоколада   открыл   голландец Конрад   ванн   Гутен, запатентовавший в 1828 году недорогой способ выжимки масла какао из твердого какао. Это открытие   позволило   создавать   твёрдый   шоколад,   постепенно   вытеснивший   из   рациона европейцев   жидкий   шоколад.   Принято   считать,   что   первый   плиточный   шоколад   был произведён в 1847 году в Лондоне, однако годом ранее французский кондитер Жан Пьетре уже получил твёрдый шоколад. В 1875 году Даниэль Петер из Веве после многих неудачных экспериментов, наконец, сумел, добавив в число компонентов сухое молоко, получить первый молочный шоколад; вскоре производство этого продукта наладил его партнёр Анри Нестле. Ещё через 4 года другой   швейцарец, Родольф   Линдт,   первым   освоил конширование  шоколадной   массы.   Эти открытия   позволили   швейцарским   кондитерам   надолго   стать   законодателями   мод   в производстве шоколада. Основным   сырьём   для   производства   шоколада   и   какао­порошка   являются   какао­бобы   — семена какао­дерева, произрастающего в тропических районах земного шара. Наименования товарных сортов какао­бобов соответствуют названию района их производства, страны или порта их вывоза (Гана, Баия, Камерун, Тринидад и др.)  По качеству какао­бобы подразделяют на две группы:  благородные (сортовые), обладающие нежным вкусом и приятным тонким ароматом с множеством оттенков (Ява, Тринидад и др.);  потребительские (ординарные), имеющие горький, терпкий кисловатый вкус и сильный аромат (Баия, Пара и др.). Какао­бобы находятся в мякоти плода какао­дерева до 50 шт., имеют миндалевидную форму, длину   около   2,5   см.   Боб   состоит   из   твёрдого   ядра,   образованного   двумя   семядолями, зародыша (ростка) и твёрдой оболочки (какаовеллы). 5 Какао­бобы   свежесобранных   плодов   не   обладают   вкусом   и   ароматом,   характерным   для шоколада и какао­порошка, имеют горько­терпкий привкус и бледный цвет. Для улучшения вкуса и аромата их подвергают на плантациях ферментации и сушке. § 2. Виды шоколада Основными компонентами сухого вещества какао­бобов являются жиры, алкалоиды — теобромин,   кофеин   (в   незначительных   количествах),   белки,   углеводы,   дубильные   и минеральные вещества, органические кислоты, ароматические соединения и другое. В зависимости от состава шоколад делят на:  Чёрный (горький) шоколад делают из тёртого какао, сахарной пудры и масла какао. Если мы будем менять количество добавляемого тертого какао и сахарной пудры, то каждый раз мы будем получать разный шоколад, от сладкого к горькому. Чем больше в шоколаде тёртого какао, тем более горьким вкусом и более ярким ароматом обладает шоколад. Самый горький шоколад продают под названием «горький», менее горький — под названием «тёмный». Довольно прочен и тает только в ротовой полости.  Молочный   шоколад   с   добавлениями   изготавливают   из   тёртого   какао,   масла   какао, сахарной пудры и сухого молока. Чаще всего используют плёночное сухое молоко жирностью 2,5 % или сухие сливки. Аромат молочному шоколаду придаёт какао, вкус складывается из сахарной пудры и сухого молока. Имеет светло­коричневый оттенок. В отличие от тёмного или горького шоколада легко тает как в ротовой полости, так и под   действием   факторов   внешней   среды   (высокая   температура   воздуха).  Основное сырьё для производства глазурей.  Белый   шоколад   готовят   из   масла   какао,   сахара,   сухого   молока   и   ванилина   без добавления какао­порошка, поэтому он имеет кремовый цвет (белый) и не содержит теобромина.   Своеобразный   вкус   белый   шоколад   приобретает   благодаря   особому сухому   молоку,   имеющему   карамельный   привкус.   Также   легко   тает   при   высоких температурах воздуха.  Веганский шоколад может быть либо обычным темным шоколадом без молока, либо основываться на соевом, миндальном, кокосовом или рисовом молоке. 6  Диабетический шоколад предназначен для больных сахарным диабетом. Вместо сахара используются подсластители, такие как сорбит, ксилит, маннит или изомальт.  Зелёный шоколад с чаем матча OKASI и ягодами Годжи.  Это классический чай для японской   чайной   церемонии.   Он   долгое   время   использовался   в   Японии   для приготовления   напитков,   однако   постепенно   он   стал   неотъемлемой   частью   многих других   блюд.   Традиционный   порошковый   чай   придавал   национальным   десертам особый оттенок, и делал их ещё более будоражащими вкус требовательных гурманов. Сейчас чай­пудра применяется при создании таких сладостей как касутэра, мандзю и монака, используется как добавка в конфетах, печенье, пуддингах, муссах, различной выпечке, шоколаде.  Шоколад   на   фруктозе.  О   пользе   шоколада   на   фруктозе,   который   изготавливается специально   для   похудения,   тоже   можно   поспорить.   Особенно,   если   учесть,   что   в 7 странах СНГ стандартов на изготовление шоколада редко кто придерживается. Будьте готовы к тому, что низкокалорийный шоколад на фруктозе будет очень странным на вкус, и лишь отдаленно будет напоминать тот шоколад, к которому мы привыкли. Этот вид шоколада лучше не употреблять в питание постоянно, исключения составляют люди, которые сбрасывают большой вес, и не могут обходиться без этого полезного для них шоколада.  Органический шоколад. Итак, согласно словарям, слово «органический» означает, что данный   продукт   выращен   или   произведен   в   чистой   среде,   без   использования химических удобрений и пестицидов. Шоколад, гордо носящий звание органического, это такой шоколад, для изготовления которого использованы какао­бобы, выращенные не   только   в   экологически   чистой   зоне,   но   и   без   использования   синтетических удобрений.   Но   это   касается   не   только   какао­бобов,   а   также   и   молока,   и   других ингредиентов,   из   которых   изготавливают   такой   шоколад.   И,   конечно   же,   в органическом шоколаде полностью исключена добавка красителей или консервантов. Кстати, производят такой шоколад на другом оборудовании, нежели неорганический шоколад. И зерна какао­бобов обжаривают при температуре не выше 45 градусов, что позволяет   им   сохранить   больше   полезных   веществ   и   необычайно   приятный, натуральный аромат.  Пористый шоколад. Цвет пористого шоколада в зависимости от вида также строго регламентирован: для молочного – светло­коричневый, 8 для темного пористого шоколада – темно­коричневый, для белого – кремовый (темнее, чем обычная плитка белого шоколада). Поверхность шоколадной плитки должна быть только   блестящая,   без   налета   и   пятен.   Но   допускается   слегка   потускневшая поверхность, если пористый шоколад имеет в своем составе орехи. В изготовлении пористого   шоколада   не   разрешается   использования   никаких   жиров,   кроме   какао­ масла.   О   полезности   пористого   шоколада,   в   сравнении   с   другими   видами   этого сладкого лакомства, в особенности с черным шоколадом говорить не приходится, хотя пористый   шоколад   по   популярности   превосходит   своих   собратьев.   Большое содержание сахара делает его высококалорийным, хотя сахар и полезен для работы мозга,   но   не   стоит   увлекаться   его   чрезмерным   поеданием.   Пористый   шоколад   не применяется в кулинарии. Его нельзя растопить. Поэтому пористым шоколадом можно только наслаждаться и получать удовольствие от ласковых пузырьков и насыщенного вкуса.  Сравнительная таблица: Вид шоколада Черный Молочный Состав какао­масла,  чистой  какао­массы и  небольшого количества сахара или  сахарной пудры. какао­масло, тертое какао, какао­ порошок (50%), сгущенное молоко  (как вариант сухой продукт) и  сахарный песок. Белый Готовят его какао­масла, сахарного песка, ванилина и пленочного  сухого молока. Веганский Диабетический  (на фруктозе) кокосового масла (раздробленного)  или масла какао, какао­порошка,  сиропа агавы, настоя стевии, меда  или любого другого натурального  заменителя сахара Какао­порошок 70­85%,  сахарозаменители,  высококачественная растительная  продукция. Ккал Белки: 6.2  Цена 60 руб г. (~25 кКал) Жиры: 35.4 г.  (~319 кКал) Углеводы: 48.2 г.  (~193 кКал) Белки: 9.8 г. (~39  кКал) Жиры: 34.7 г. (~312  кКал) Углеводы: 50.4 г.  (~202 кКал) Белки: 4.2 г. (~17  кКал) Жиры: 30.4 г. (~274  кКал) Углеводы: 62.2 г.  (~249 кКал) Белки: 9.30 г Жиры: 45.20 г  Углеводы: 40.40г Общая: 580.00 ккал Белки: 7.17 г Жиры: 36.33 г Углеводы: 44.33 г Общая:515.56 ккал 70 руб 64 руб 200 руб 165 руб 9 Зеленый OKASI Органический Пористый сахар­песок, эквиваленткакао­ масла, молокосухое,  японскийзеленыйтертыйчайpremiun class matcha, эмульгатор (Е322),  ванилин. какао­масло, какао­бобы или какао­тертое, Кэроб (это плоды рожкого дерева,  произрастающие в Испани), Натуральный подсластитель Делят на: Молочный ­ какао­порошок и масло какао, а также сахарную пудру и  молоко; Белый ­ масло какао, сахар, а также молоко или же сливки. 250 руб 478 руб 70 руб Белки: 8,6 г. Жиры: 35 г Углеводы: 53,3 г Общая: 551,3 ккал Молочный ­ Белки:  6.9 г. (~28 кКал) Жиры: 35.5 г. (~320  кКал) Углеводы: 53 г. (~212 кКал);  Белый ­ Белки: 5 г.  (~20 кКал) Жиры: 32.6 г. (~293  кКал) Углеводы: 58.6 г.  (~234 кКал) Чтобы   узнать,   какой   шоколад   предпочитают   люди,   я   проводила   анкетирование населения города Сегежа и Сегежского района через социальную сеть «В контакте». Итого: 912 человек 10 § 3. Применение в кулинарии Наиболее   актуальными   на   данный   момент   являются   украшения   из   шоколада   – топпинги.  Топпинг – это сладкие фруктовые и ягодные сиропы, которые используют для того, чтобы разнообразить вкусовые качества многих кондитерских изделий. В кулинарии топпинг применяется для того, чтобы придавать кондитерским изделиям особый вкус,   а   также   аромат   или   густоту.   Также   топпинги   могут   использоваться   не   только   для приготовления сладких десертов, но и для приготовления основных блюд, салатов и закусок. Наибольшее распространение получил этот вкусный соус в западной кулинарии, для создания ее   традиционных   десертов.   Сладкий   сироп   часто   добавляют   во   время   приготовления разнообразных напитков. Если   применять   соус   для   украшения   десертов,   в   итоге   получите   красивую   глянцевую поверхность с переливами цвета. Благодаря удобной емкости, в которой продается соус, ним можно будет с легкостью создавать рисунки. Украшение десерта будет не только радовать глаз, но и будет придавать блюду особый вкус и аромат. Глава II. Экспериментальная часть. В этой главе описываются критерии отбора шоколада для проведения эксперимента, опыты по определению некоторых физических свойств шоколада.   §1. Критерии отбора шоколада для эксперимента. В   современные   сорта   шоколада  входят   помимо   порошка   какао   ­  сахар,   масло какао,   обезжиренный  молочный   порошок,   сироп   глюкозы,   ваниль   или   ванилин,   сироп этилового спирта, инвертный сахар, растительные (ореховые) масла, орехи (лещина, фундук, миндаль),  лецитин,   пектин,   натуральные   или  искусственные   ароматические   вещества, консервирующие средства  (бензоат натрия), лимонная кислота, лимонное масло, апельсино­ вое масло, мятное масло. Эти компоненты помогают разнообразить вкусовые оттенки, как самого шоколада, так и особенно его начинок. §2. Изучение физических свойств шоколада 11 Я   проводила   эксперимент   по   определению    температуры   и   времени   плавления   и отвердевания шоколада, а также опыт по определению плотности. Для проведения исследований мы изначально решили использовать только шоколад без добавлений, так как орехи, изюм, воздушный рис и другие компоненты могут затруднить процедуру проведения эксперимента и повлиять на результаты. Таким образом, нами было принято решение об изучении белого и темного шоколада, как обычного, так и пористого, а так же мы приобрели плитку молочного и горького шоколада.  Оборудование:  миска, кастрюля с кипящей водой, виды шоколада, пергаментная бумага, противень, холодильный шкаф, весы, мензурка Топление шоколада: Чтобы   растопить   шоколад   много   ума   не   надо,   но   нужно   достаточно   терпения.   Самый распространенный метод – это топление на паровой бане. Для этого нужно:  1. Измельчить шоколад (таким образом, трата времени значительно сократится). Подготовить   все   необходимое.   Миска   и   кастрюля,   а   также   все   поверхности   и 2. инструменты   должны   быть   высушены   полностью,   иначе   при   попадании   воды   в   шоколад, последний потеряет свои вкусовые качества.  3. Огонь делать большим нельзя, топить шоколад желательно на маленьком или среднем огне, иначе в шоколаде могут образоваться комочки, или он станет зернистым. 4. Как только края начнут плавиться, нужно начать помешивать шоколад. Венчиком или шпателем. Чаще всего Темный шоколад топится при температуре 50­55 Сº, белый и молочный при 45 Сº.                                                    Способы топления: 1. 2. 3. На водяной бане Микроволновая печь На естественном источнике тепла 12 Сравнительная таблица опыта: Вид шоколада темный Белый молочный Время   плавления (минут) Время кристаллизации (ширина 1 см) 6 8 9 Около   1   часа (температура   около 20 градусов) Вывод 1: чем больше в шоколаде жиров растительного происхождения, тем быстрее он тает.  Вывод 2: чем больше в шоколаде жиров животного происхождения, тем быстрее он замерзает. Определение плотности: Для определения массы шоколада мы использовали весы с набором гирь. Соблюдая все правила   взвешивания,   получили   следующие   результаты   (для   одного  кусочка   разного   вида шоколада). mг  =4,61 г; mм = 4,74 г; mб = 8,52 г, где  mг  –   масса   горького   шоколада,  mм  –   масса   молочного   шоколада,  mб  –   масса   белого шоколада. Для определения объема выбранного кусочка шоколадной плитки мы использовали мензурку. В мензурку с водой опускали шоколад. (он тонет в воде). Этот факт позволил предположить,   что   плотность   шоколада   превышает   плотность   воды.   После   процедуры определения объема получили следующие значения: vг=0,004см3; vм =0,004см3; vб =0,007см3, где  vг  –  объем   горького   шоколада,  vм  –   объем   молочного   шоколада,   vб  –   объем   белого шоколада. Полученные значения подставили в формулу для определения плотности вещества 13 и получили следующие значения: м= =1,152 ; г= =1,185 ; б= =1,217 , 14 где   г  – плотность горького шоколада,   м  – плотность молочного шоколада,   б  – плотность белого шоколада. Вывод   3:  Плотность   выбранных   видов   шоколада  различна,  она  определяется составом, а так как виды шоколада отличаются по своему составу, то и плотность имеет разные значения. В ходе эксперимента были выяснены некоторые особенности:   жидкий шоколад постепенно отвердевая, изменял свой цвет; при охлаждении  температура  шоколада уменьшалась,  пока не достигла  приблизительно 20°С, после чего некоторое время оставалась постоянной.  топленый   шоколад,   на   мой   взгляд,   обладает   более   ярко   выраженными   вкусовыми качествами §3. Украшения из шоколада. А самое удивительное – это то, какие украшения можно сделать из шоколада. Многие даже поражают воображение. Все эти бабочки и цветочки, бантики и рюшечки сделаны настолько виртуозно, что часто можно спутать с настоящими предметами.  Украшения из шоколада очень кропотливая работа, занимающая много сил и нервов, если делаешь   все   вручную.   Использовать   разные   формы   куда   легче.   Некоторые   произведения великих мастеров поражают своей изобретательностью.  Результат: Мои первые работы по темперированию: Заключение В результате проведенного исследования, были изучены вопросы истории появления шоколада, виды шоколада. Проведено анкетирование предпочтений жителей города Сегежа в выборе шоколада по вкусовым качествам. Наибольшей популярностью пользуется молочный шоколад. Данный опрос носит формальный характер и не дает точной картины предпочтений горожан,   по  причине   отсутствия   на  прилавках   магазинов  города   редких   видов   шоколада. Многие сорта шоколада люди заказывают через интернет­магазины. Экспериментальная часть позволила изучить основные физические свойства шоколада, провести опыты и получить выводы. Я впервые попробовала свои силы в темперировании, что обязательно пригодится мне в будущей специальности  и при приготовлении домашних кулинарных блюд. Список ресурсов. http://chocolatery.net/category/encyclopedia/chocolate/choco­types/ https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BB %D0%B0%D0%B4 http://findfood.ru/product/molochnyj­shokolad http://findfood.ru/product/belyj­shokolad http://findfood.ru/product/gorkij­shokolad http://findfood.ru/product/shokolad­poristyj http://findfood.ru/product/belyj­poristyj­shokolad http://findfood.ru/product/poristyj­molochnyj­shokolad http://findfood.ru/product/shokolad­na­fruktoze