Cualquier tipo de chocolate, ya sea negro, blanco o con leche, contiene tres componentes b\u00e1sicos: manteca de cacao, pasta de cacao y az\u00facar, los cuales se encuentran en diferentes proporciones en los distintos tipos de producto. Sin embargo, es bien sabido que tambi\u00e9n puede contener ingredientes adicionales, como leche en polvo (en el chocolate blanco y con leche) o vainilla (en el chocolate blanco), que le aportar\u00e1 sabores y caracter\u00edsticas variados.<\/p>\n
La pasta de cacao no es m\u00e1s que el producto resultante del tostado, la molienda y el refinado del cacao en grano, mientras que la manteca de cacao es la fracci\u00f3n grasa del cacao. As\u00ed mismo, el cacao, conocido por sus numerosos efectos beneficiosos para la salud, est\u00e1 contenido en la pasta de cacao. En este punto cabe destacar, respecto al etiquetado de una tableta de chocolate, que el tanto por ciento de cacao que se especifica se refiere a la suma del contenido en pasta de cacao y manteca de cacao.<\/p>\n
Esta compleja composici\u00f3n del chocolate, se traduce en una sofisticada microestructura, b\u00e1sicamente formada por un entramado de cristales de manteca de cacao donde destacan cristales de az\u00facar, la cual puede ser caracterizada mediante t\u00e9cnicas microsc\u00f3picas potentes, como la microscopia electr\u00f3nica de barrido (ver Figura 1).<\/p>\n De entre todos los componentes del chocolate, el que presenta un complejo comportamiento polim\u00f3rfico, decisivo para la obtenci\u00f3n de las propiedades deseadas del producto final, es la manteca de cacao, la cual est\u00e1 b\u00e1sicamente constituida por triacilgliceroles. Como se muestra en la Figura 1, la mol\u00e9cula de triacilglicerol consiste en un triester de un glicerol con tres \u00e1cidos grasos (cadenas). La nomenclatura utilizada para designar e identificar los triacilgliceroles se basa en la secuencia de los \u00e1cidos grasos que los constituyen. De este modo, los tres triacilgliceroles b\u00e1sicos de la manteca de cacao son el POP, POS y SOS, constituidos por \u00e1cido palm\u00edtico (P), oleico (O) y este\u00e1rico (S). Estos triacilgliceroles presentan un comportamiento polim\u00f3rfico altamente complejo, basado en la existencia de hasta siete formas polim\u00f3rficas diferentes, para cada uno de ellos, las cuales son muy dif\u00edciles de aislar del resto puesto que se encuentran coexistiendo con otras formas en la mayor\u00eda de condiciones experimentales. Cabe a\u00f1adir que las t\u00e9cnicas que permiten identificarlas, tales como las t\u00e9cnicas espectrosc\u00f3picas de Infrarrojo y Raman o la difracci\u00f3n de rayos X, aportan unos patrones muy parecidos para las distintas formas, de modo que su identificaci\u00f3n no es siempre evidente, hecho que obliga a acudir a t\u00e9cnicas todav\u00eda m\u00e1s potentes, como la difracci\u00f3n de rayos X con radiaci\u00f3n sincrotr\u00f3n.<\/p>\n Cuando los triacilgliceroles POP, POS y SOS se encuentran mezclados en la manteca de cacao, \u00e9sta exhibe un comportamiento polim\u00f3rfico basado en la presencia de seis formas: formas I a VI, en orden creciente de estabilidad. La caracter\u00edstica principal que permite definir el polimorfo deseado para que el chocolate presente las propiedades esperadas por el consumidor es su punto de fusi\u00f3n. Como se muestra en la Figura 2(a), cada forma presenta un punto de fusi\u00f3n distinto y, de todas ellas, la que es promocionada por la industria chocolatera es la forma V. En el proceso de fabricaci\u00f3n del chocolate, la manteca de cacao debe estar presente en su forma V, puesto que funde a una temperatura de 32-33\u00baC, que coincide con la temperatura de nuestra boca. De este modo, en introducir una pieza de chocolate en nuestra boca, \u00e9sta fundir\u00e1 enseguida, confiri\u00e9ndonos una sensaci\u00f3n refrescante. Esta temperatura de fusi\u00f3n tambi\u00e9n es adecuada por ser superior a la temperatura de nuestros dedos (de unos 28\u00baC aproximadamente), de modo que podemos coger la pieza de chocolate sin que funda antes de degustarla.<\/p>\n Adem\u00e1s, esta forma V presenta un perfil de fusi\u00f3n muy especial y caracter\u00edstico. En la Figura 2b se muestra la correspondiente evoluci\u00f3n de su contenido de grasa s\u00f3lida en funci\u00f3n de la temperatura. Se observa que el contenido en grasa s\u00f3lida pr\u00e1cticamente no disminuye hasta la temperatura de fusi\u00f3n, manteniendo su car\u00e1cter crujiente, su snap. En aumentar la temperatura hasta su temperatura de fusi\u00f3n, el contenido en grasa s\u00f3lida disminuye de manera brusca, momento en que tiene lugar la potente emanaci\u00f3n del sabor.<\/p>\n Para conseguir que la manteca de cacao est\u00e9 cristalizada en forma V, los chocolateros llevan a cabo el conocido proceso de temperado. Este proceso consiste en aplicar, mediante agitaci\u00f3n constante, un programa t\u00e9rmico muy concreto al chocolate antes de su moldeado. Siguiendo la tradici\u00f3n, el chocolatero artesanal sigue realizando el temperado del chocolate ayud\u00e1ndose de una pieza de m\u00e1rmol, mientras que a escala industrial se lleva a cabo en m\u00e1quinas atemperadoras. Dicho tratamiento t\u00e9rmico se constituye de diferentes etapas: (i) Calentamiento del chocolate hasta una temperatura de 45\u00baC o superior: fusi\u00f3n de la manteca de cacao); (ii) Enfriamiento hasta unos 27\u00baC: formaci\u00f3n de n\u00facleos de forma IV; (iii) Calentamiento hasta 32\u00baC: transformaci\u00f3n polim\u00f3rfica de la forma IV a forma V; (iv) Etapas de retenci\u00f3n y maduraci\u00f3n: nucleaci\u00f3n completa de la forma V y crecimiento de los n\u00facleos cristalinos. Mediante el proceso de temperado, se consigue estabilizar la forma V de la manteca de cacao, que confiere al chocolate una textura fina y crujiente, aspecto brillante, y temperatura y perfil de fusi\u00f3n adecuados.<\/p>\n Con la finalidad que dichas propiedades se mantengan en el tiempo durante la vida \u00fatil del producto, hay que procurar que la forma V de la manteca de cacao sea estable y no transite a otras formas polim\u00f3rficas indeseadas. Sin embargo, cuando el chocolate se almacena bajo condiciones de temperatura no adecuadas (ej. temperaturas superiores a los 25\u00baC o fluctuaciones de temperatura), tiene lugar el fen\u00f3meno denominado Fat Bloom (emanaci\u00f3n de grasa) macrosc\u00f3picamente observable e identificable por la presencia de una capa blanca en la superficie del chocolate. Debido a las temperaturas elevadas, se produce una proporci\u00f3n demasiado elevada de manteca de cacao l\u00edquida en la microestructura del chocolate, una fracci\u00f3n de la cual ascender\u00e1 por capilaridad entre los intersticios y canales creados por cristales de az\u00facar y manteca de cacao, part\u00edculas de cacao, etc. presentes en dicha microestructura (proceso de migraci\u00f3n). Al enfriarse este l\u00edquido que ha migrado hasta la superficie del chocolate, cristaliza en la forma VI, con una temperatura de fusi\u00f3n m\u00e1s elevada que la forma V, y constituida por cristales de morfolog\u00eda claramente acicular, como muestra la imagen de microscopia electr\u00f3nica de barrido de la Figura 2(c). Desde el punto de vista organol\u00e9ptico, la aparici\u00f3n de forma VI supondr\u00e1 una fusi\u00f3n no inmediata de la manteca de cacao y una textura \u00e1spera y terrosa, debido al tama\u00f1o considerable de los cristales, por encima del umbral de detecci\u00f3n de nuestras papilas gustativas.<\/p>\n Existe una amplia comunidad cient\u00edfica internacional dedicada, en parte, a la b\u00fasqueda de una soluci\u00f3n para evitar el fen\u00f3meno del Fat Bloom, el cual significa uno de los quebraderos de cabeza m\u00e1s tormentosos para los chocolateros. Todav\u00eda no se ha encontrado una soluci\u00f3n evidente que pueda evitarlo completamente, aunque ya existen dise\u00f1os de aditivos que permiten retardarlo (Delbaere et al., 2016). Lo que est\u00e1 claro es que la ejecuci\u00f3n de un buen proceso de temperado del chocolate, que le otorgue una microestructura robusta y compacta y el cuidado de la temperatura de almacenamiento son aspectos cruciales para evitar la aparici\u00f3n de Fat Bloom. De todos modos, no hay que olvidar que la forma polim\u00f3rfica VI es termodin\u00e1micamente m\u00e1s estable que la V, de modo que, con el tiempo, el sistema tender\u00e1 inevitablemente a transformarse en forma VI.<\/p>\n Nuevas Texturas de Chocolate<\/strong><\/p>\n El estudio y caracterizaci\u00f3n de los cristales de manteca de cacao y la influencia de ciertos factores externos sobre su comportamiento cristalino ha llevado a la caracterizaci\u00f3n y explicaci\u00f3n de los fen\u00f3menos f\u00edsico-qu\u00edmicos que rigen la formaci\u00f3n y propiedades de texturas desarrolladas de modo tradicional a lo largo de los a\u00f1os. A mediados del siglo XX, ya se usaba la t\u00e9cnica de pintado de piezas de chocolate mediante procesos de pulverizaci\u00f3n con pistola. En 1963, en la Pasteler\u00eda Mora de Barcelona, el maestro chocolatero Joan Giner olvid\u00f3 una mona de chocolate en la nevera durante una sesi\u00f3n de pintado. Sin esperar que la pieza recuperara la temperatura ambiente, se atrevi\u00f3 a pintarla y, con ello, desarroll\u00f3 el Efecto Terciopelo (ver Figura 3a). Este efecto consiste en una capa delgada, mate y, a su vez, rugosa, sobre la superficie del chocolate, que macrosc\u00f3picamente recuerda al terciopelo y que, en degustarla, confiere una sensaci\u00f3n m\u00e1s fina y refrescante que la forma V del chocolate obtenida por el proceso de temperado convencional. Esta t\u00e9cnica ha sido aplicada desde su desarrollo, pero no ha sido hasta hace muy poco que se han conocido los mecanismos precisos de su formaci\u00f3n (Bay\u00e9s-Garc\u00eda et al., 2015).<\/p>\n T\u00e9cnicas microsc\u00f3picas, como la microscopia electr\u00f3nica de barrido, la microscopia confocal interferom\u00e9trica y la microscopia de fuerzas at\u00f3micas permitieron caracterizar la morfolog\u00eda, el perfil y la rugosidad de los agregados esf\u00e9ricos que constituyen el Efecto Terciopelo, formados debido al r\u00e1pido enfriamiento sufrido por las gotas de chocolate pulverizadas en entrar en contacto con la superficie fr\u00eda de chocolate. La microscopia electr\u00f3nica de barrido confirm\u00f3 la t\u00edpica microestructura del chocolate en el interior de dichas part\u00edculas esf\u00e9ricas, basada en un entramado de cristales de manteca de cacao con cristales de az\u00facar incrustados (ver Figura 3b).<\/p>\n Organol\u00e9pticamente, el efecto terciopelo confiere una fusi\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pida en boca que el chocolate normalmente temperado, hecho que se confirm\u00f3 con t\u00e9cnicas calorim\u00e9tricas, como la calorimetr\u00eda diferencial de barrido, que demostr\u00f3 una temperatura de fusi\u00f3n unos dos grados inferior a la del chocolate convencional. Por otro lado, la difracci\u00f3n de rayos X mostr\u00f3 difractogramas similares, revelando la presencia \u00fanica de forma V en ambos casos. Sin embargo, los picos de difracci\u00f3n correspondientes a la muestra de Efecto Terciopelo resultaron ser m\u00e1s anchos que los del chocolate convencional, hecho que normalmente se asocia a dominios cristalinos de tama\u00f1o inferior. Dichos resultados fueron confirmados con an\u00e1lisis mediante radiaci\u00f3n sincrotr\u00f3n.<\/p>\n Para comprender el mecanismo mediante el cual el Efecto Terciopelo conten\u00eda cristales de manteca de cacao de menor tama\u00f1o que el chocolate convencional, se monitoriz\u00f3 sistem\u00e1ticamente el proceso de formaci\u00f3n de la forma V. Los resultados mostraron que la baja temperatura del chocolate sobre la que se llevaba a cabo la pulverizaci\u00f3n provocaba una cristalizaci\u00f3n inicial de la manteca de cacao en forma I, forma metaestable caracterizada por un peque\u00f1o tama\u00f1o cristalino. A medida que el sistema evolucionaba a temperatura ambiente, tuvo lugar una secuencia de transformaci\u00f3n polim\u00f3rfica: forma I \u2192 forma II \u2192 forma V. De este modo, los peque\u00f1os cristales de forma I evolucionaron a forma V (a trav\u00e9s de la forma II), manteni\u00e9ndose el peque\u00f1o tama\u00f1o cristalino, el cual result\u00f3 ser el responsable del bajo punto de fusi\u00f3n del Efecto Terciopelo, si se compara con el del chocolate normalmente temperado.<\/p>\n De este modo, el polimorfismo, propiedad que presentan muchos minerales y otros s\u00f3lidos cristalinos de cristalizar en estructuras diferentes, seg\u00fan las condiciones de temperatura y presi\u00f3n entre otros, tambi\u00e9n ejerce un rol decisivo en los productos alimentarios, campo donde tambi\u00e9n debe ser estrictamente analizado. El uso de ciertos factores externos, como la aplicaci\u00f3n de tratamientos t\u00e9rmicos espec\u00edficos, permiten obtener las propiedades deseadas del producto final, para las cuales es necesario el conocimiento, la monitorizaci\u00f3n y el control de su complejo comportamiento.<\/p>\n Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n Larsson, K.; Quinn, P.; Sato, K; Tiberg, F. (Eds.) Lipids: Structure, Physical Properties and Functionality. The Oily Press, Bridgwater, 2006.<\/p>\n Bay\u00e9s-Garc\u00eda, L. Sorprenentment, mengem cristalls!. Ci\u00e8ncia i Xocolata, Edicions Universitat de Barcelona, Barcelona, 2013.<\/p>\n Bay\u00e9s-Garc\u00eda, L.; Calvet, T.; Cuevas-Diarte, M. A.; Rovira, E.; Ueno, S.; Sato, K. New Textures of Chocolate are Formed by Polymorphic Crystallization and Template Effects: Velvet Chocolate. Crystal Growth & Design, 2015, 15, 4045-4054.<\/p>\n Bay\u00e9s-Garc\u00eda, L.; Tres, A.; Vichi, S.; Calvet, T.; Cuevas-Diarte, M. A.; Codony, R.; Boatella, J.; Caixach, J.; Ueno, S.; Guardiola, F. Authentication of Iberian dry-cured ham: New approaches by polymorphic fingerprint and ultrahigh resolution mass spectrometry. Food Control, 2016, 60, 370-377.<\/p>\n Delbaere, C.; Van de Walle, D.; Depypere, F.; Gellynck, X.; Dewettinck, K. Relationship between chocolate microstructure, oil migration, and fat bloom in filled chocolates. European Journal of Lipid Science and Technology, 2016, 118, 1800-1826.<\/p>\n Tierra y Tecnolog\u00eda n\u00ba 49<\/span> <\/a>| Autores: Laura Bay\u00e9s-Garc\u00eda, Miquel \u00c0ngel Cuevas-Diarte, Teresa Calvet.<\/strong>\u00a0Secci\u00f3 de Cristal\u00b7lografia, Mineralogia i Dip\u00f2sits Minerals, Facultat de Ci\u00e8ncies de la Terra, Universitat de Barcelona |\u00a0http:\/\/dx.doi.org\/10.21028\/lbg.2017.01.09<\/a><\/span><\/em><\/p>\n Laura Bay\u00e9s-Garc\u00eda |\u00a0<\/strong>Profesora Lectora del Departamento de Mineralog\u00eda, Petrolog\u00eda y Geolog\u00eda Aplicada de la Universitat de Barcelona (UB). Doctora Internacional por la UB (2013), M\u00e1ster en Cristalograf\u00eda y Cristalizaci\u00f3n (Universidad Internacional Men\u00e9ndez Pelayo, 2009), Licenciada en Ciencia y Tecnolog\u00eda de los Alimentos (UB, 2008, donde le concedieron el Premio Extraordinario de Licenciatura) y Licenciada en Qu\u00edmica (UB, 2006). Recientemente (2014) gan\u00f3 el Premio Xavier Solans por el mejor trabajo en Cristalograf\u00eda y Crecimiento Cristalino realizado por un investigador joven en Espa\u00f1a. La investigaci\u00f3n que lleva a cabo en el Grupo de Aleaciones Moleculares de la Secci\u00f3n de Cristalograf\u00eda, Mineralog\u00eda y Dep\u00f3sitos Minerales de la UB se basa en la caracterizaci\u00f3n polim\u00f3rfica de grasas y aceites alimentarios, con el objetivo de mejorar las caracter\u00edsticas f\u00edsico-qu\u00edmicas del producto final o la detecci\u00f3n de fraudes alimentarios.<\/p>\n Teresa Calvet Pallas |\u00a0<\/strong>Doctora en Geolog\u00eda (1990) y profesora Titular de la UB (1992), su investigaci\u00f3n est\u00e1 centrada en la caracterizaci\u00f3n cristalogr\u00e1fica y termodin\u00e1mica del polimorfismo y miscibilidad en estado s\u00f3lido de diferentes materiales. En los \u00faltimos a\u00f1os esta actividad se ha centrado en la caracterizaci\u00f3n cristalogr\u00e1fica de productos alimenticios (grasas y aceites), desde los componentes (triacilgliceroles) hasta el producto final (chocolate, aceites vegetales, jam\u00f3n Ib\u00e9rico) con el objetivo de mejorar la textura, alargar la vida \u00fatil o la detecci\u00f3n de fraudes alimentarios. Colabora con otros grupos de investigaci\u00f3n internacionales, as\u00ed como de la Universidad de Barcelona y la Universidad Aut\u00f3noma de Barcelona en la resoluci\u00f3n de estructuras a partir de datos de difracci\u00f3n con monocristal de rayos X. Es coautora de 2 libros y de unas 150 publicaciones indexadas en el SCI; ha dirigido 6 Tesis Doctorales y actualmente es coordinadora del Grupo de Aleaciones Moleculares y del Grupo de Investigaci\u00f3n Reconocido de Cristalograf\u00eda.<\/p>\n Miquel \u00c0ngel Cuevas-Diarte<\/strong> | Es catedr\u00e1tico em\u00e9rito de Cristal\u00b7lografia y Mineralogia de la Universitat de Barcelona. Especialista en polimorfismo y miscibilidad en estado s\u00f3lido, actualmente trabaja en Cristal\u00b7lografia de componentes alimentarios. Autor de un centenar largo de publicaciones, y coautor de dos patentes, recibi\u00f3 la menci\u00f3n especial del Premio Ciudad de Barcelona en investigaci\u00f3n tecnol\u00f3gica en 1998. Ha impartido docencia sobre diferentes aspectos de la Cristal\u00b7lografia, as\u00ed como conferencies, semanarios y talleres de divulgaci\u00f3n. Ha sido el coordinador de las cinco primeras ediciones del concurso de cristalizaci\u00f3n en la escuela en Catalu\u00f1a. Es autor, coautor y editor de Problemes de Cristal\u00b7lografia (2006), Simetria. Un passeig interdisciplinari (2015), y Simetries per a tothom. Un recorregut ple de sorpreses per l\u2019art i la ci\u00e8ncia (2016) publicados por Publicacions i Edicions de la Universitat de Barcelona.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" El polimorfismo, tan habitual y conocido por ge\u00f3logos en minerales como la calcita-aragonito, el diamante-grafito y el grupo de la s\u00edlice, se extiende a muchos otros campos. Desde la cristalograf\u00eda y la mineralog\u00eda, dando un gran salto en los materiales pero no en los fen\u00f3menos, el polimorfismo tambi\u00e9n tiene lugar en productos alimentarios. 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