علم تمپرینگ شکلات: چگونه چندشکلی کره کاکائو طعم و صدای شکستن آن را تعیین می‌کند

اگر تا به حال تلاش کرده‌اید یک تخته شکلات مرغوب را ذوب کنید تا روی توت‌فرنگی بریزید یا ترافل درست کنید، احتمالاً وقتی خنک شد با یک حقیقت آزاردهنده روبرو شدید: شکل و حس سابق را نداشت. همه تصور می‌کنند تمپرینگ شکلات صرفاً ذوب کردن آرام آن است تا نسوزد. اما کنترل حرارت فقط برای محافظت شکلات از سوختن نیست. هدف این است که یک چربی لجباز و دگرگون‌شونده را وادار کنیم دقیقاً به یکی از شش ساختار مولکولی ممکن خود تبدیل شود. وقتی شکلات را ذوب می‌کنید، حافظه فیزیکی آن را پاک می‌کنید؛ وقتی آن را تمپر می‌کنید، با زحمت به آن یاد می‌دهید که چگونه دوباره جامد شود.[1]

برای درک اینکه چرا این کار ضروری است، باید به تجربه حسی خوردن یک قطعه شکلات واقعاً استثنایی نگاه کنید. وقتی آن را برمی‌دارید، نباید فوراً به انگشتان شما بچسبد. وقتی آن را می‌شکنید، باید با یک صدای «تَق» واضح و تمیز خرد شود، نه اینکه خم شود یا پودر شود. و وقتی آن را روی زبان می‌گذارید، باید سریع و کامل ذوب شود و کام شما را با طعم پر کند، بدون اینکه یک باقیمانده مومی شکل از خود به جا بگذارد. این توالی خاص از رویدادهای فیزیکی کاملاً به ساختار بلوری کره کاکائو وابسته است.[1]

کره کاکائو یک چربی چندشکلی (Polymorphic) است، که به زبان علمی یعنی می‌تواند به اشکال مختلف جامد شود. بسته به نحوه خنک شدن، مولکول‌های تری‌گلیسیرید در کره کاکائو می‌توانند به شش آرایش بلوری متمایز روی هم چیده شوند که دانشمندان علوم غذایی آن‌ها را اشکال I تا VI می‌نامند. هر یک از این چندشکلی‌ها چگالی بسته‌بندی، سطح پایداری و از همه مهم‌تر، نقطه ذوب متفاوتی دارند.[2][4]

چهار چندشکلی اول (اشکال I تا IV) ساختارهای سست و ناپایداری هستند. آن‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که شکلات خیلی سریع یا بدون هم زدن خنک شود. از آنجایی که مولکول‌های آن‌ها محکم در کنار هم بسته‌بندی نشده‌اند، در دماهای بسیار پایین ذوب می‌شوند—از ۱۷.۳ درجه سانتی‌گراد (۶۳ درجه فارنهایت) برای شکل I تا ۲۷.۵ درجه سانتی‌گراد (۸۱.۵ درجه فارنهایت) برای شکل IV. اگر شکلات شما به یکی از این اشکال تبدیل شود، نرم، پودری و کدر خواهد بود. بدتر اینکه، در یک روز گرم روی پیشخوان آشپزخانه ذوب می‌شود و برای قالب‌گیری یا روکش کردن بی‌فایده است.[2]

در انتهای دیگر طیف، شکل VI قرار دارد. این محکم‌ترین و پایدارترین ساختار بلوری است که کره کاکائو می‌تواند به آن دست یابد. با این حال، برای استفاده در آشپزی بیش از حد پایدار است. بلورهای شکل VI نقطه ذوبی معادل ۳۶.۳ درجه سانتی‌گراد (۹۷.۳ درجه فارنهایت) دارند. از آنجایی که دمای متوسط بدن انسان حدود ۳۷ درجه سانتی‌گراد است، شکلات VI برای ذوب شدن در دهان به انرژی حرارتی زیادی نیاز دارد. به جای یک ذوب شدن لوکس و خنک، در برابر کام احساس سفت، دانه‌دانه و کاملاً مومی شکل می‌دهد.[2]

این ما را به جام مقدس آشپزی می‌رساند: شکل V، که به عنوان بلور بتا نیز شناخته می‌شود. شکل V تنها چندشکلی است که دقیقاً همان خواص فیزیکی را ارائه می‌دهد که ما با شکلات مرغوب مرتبط می‌دانیم. این شکل در ۳۳.۸ درجه سانتی‌گراد (۹۲.۸ درجه فارنهایت) ذوب می‌شود. این دمای خاص، نقطه طلایی ترمودینامیکی است: به اندازه‌ای بالا است که شکلات در دمای اتاق کاملاً سفت و شکننده باقی بماند، اما به اندازه‌ای پایین است که فوراً در برابر گرمای دهان انسان تسلیم شود.[2][4]

مشکل برای آشپزهای خانگی و شیرینی‌پزها این است که بلورهای شکل V به سادگی و خود به خود وقتی شکلات ذوب شده رها می‌شود تا خنک شود، ظاهر نمی‌شوند. اگر کره کاکائو به حال خود رها شود، به طور آشفته‌ای به ترکیبی از اشکال ناپایدار پایین‌تر متبلور می‌شود. برای وادار کردن کره کاکائو به طور انحصاری به ساختار شکل V، باید شکلات را از یک مسیر مانع حرارتی بسیار خاص که به عنوان تمپرینگ شناخته می‌شود، عبور دهید.[1]

فرآیند تمپرینگ با یک بازنشانی کامل شروع می‌شود. شکلات تا حدود ۴۵ درجه سانتی‌گراد (۱۱۳ درجه فارنهایت) گرم می‌شود، که بسیار بالاتر از نقطه ذوب هر شش چندشکلی است. این کار تمام بلورهای موجود را ذوب می‌کند و کره کاکائو را به حالت کاملاً مایع و بدون ساختار تبدیل می‌کند. از این صفحه خالی، دما به سرعت تا حدود ۲۷ تا ۲۸ درجه سانتی‌گراد (۸۱ تا ۸۲ درجه فارنهایت) کاهش می‌یابد.[1]

در این دمای خنک‌تر، کره کاکائو دوباره شروع به جامد شدن می‌کند. با این حال، چون دما درست در حدود نقطه ذوب شکل IV (۲۷.۵ درجه سانتی‌گراد) قرار دارد، شکلات شروع به ایجاد ترکیبی از بلورهای ناخواسته شکل IV و بلورهای مطلوب شکل V می‌کند. اگر اجازه دهید شکلات در این مرحله سفت شود، ناپایدار خواهد بود و مستعد «شکوفه زدن» (blooming) است.[2]

مرحله نهایی حیاتی، گرم کردن مجدد است. شکلات با دقت تا دقیقاً ۳۱ تا ۳۲ درجه سانتی‌گراد (۸۸ تا ۹۰ درجه فارنهایت) گرم می‌شود. اینجاست که جادو اتفاق می‌افتد. در ۳۱ درجه سانتی‌گراد، دما به اندازه‌ای گرم است که بلورهای ناپایدار شکل IV را کاملاً ذوب کند، اما به اندازه‌ای گرم نیست که بلورهای شکل V را ذوب کند. بلورهای شکل IV دوباره به مایع تبدیل می‌شوند و تنها بلورهای پایدار شکل V در کاسه باقی می‌مانند.[2]

این بلورهای شکل V باقی‌مانده به عنوان دانه‌های میکروسکوپی عمل می‌کنند. همانطور که از شکلات برای فرو بردن ترافل‌ها یا پر کردن قالب‌ها استفاده می‌کنید و در نهایت تا دمای اتاق خنک می‌شود، این دانه‌ها ساختار بقیه چربی را دیکته می‌کنند. آن‌ها کره کاکائوی مایع باقی‌مانده را وادار می‌کنند که خود را در پیکربندی شکل V محکم بسته‌بندی شده تراز کند، که منجر به یک روکش کاملاً براق و شکننده می‌شود.[4]

حاشیه خطا به طرز باورنکردنی نازک است. اگر به طور تصادفی شکلات را در آن مرحله نهایی تا ۳۴ درجه سانتی‌گراد (۹۳ درجه فارنهایت) گرم کنید، بلورهای دانه شکل V خود را ذوب خواهید کرد و تمپر را خراب می‌کنید. باید کل فرآیند را از ابتدا شروع کنید. اگر نتوانید شکلات را به درستی تمپر کنید، بلورهای ناپایدار در نهایت سعی خواهند کرد به مرور زمان خود را به اشکال پایدارتر سازماندهی کنند.[2]

این سازماندهی مجدد همان چیزی است که باعث «شکوفه چربی» (fat bloom) می‌شود—رگه‌های کدر و سفیدی که گاهی اوقات روی شکلات‌های قدیمی یا بد نگهداری شده ظاهر می‌شوند. همانطور که بلورهای ناپایدار شکل IV به آرامی به بلورهای فوق‌العاده پایدار شکل VI تبدیل می‌شوند، کره کاکائو به طور فیزیکی به سطح شکلات مهاجرت کرده و دوباره متبلور می‌شود. اگرچه شکلات شکوفه زده برای خوردن کاملاً بی‌خطر است، اما بافت آن خراب می‌شود و آن شکنندگی ترد و ذوب شدن نرمی که این شیرینی را جذاب می‌کند، از دست می‌دهد.[2]

تولید تجاری مدرن شکلات متکی بر ماشین‌های تمپرینگ عظیم و پیوسته است که این منحنی‌های دمایی را با استفاده از مبدل‌های حرارتی سطح خراشیده به دقت کنترل می‌کنند. اما چه از یک دستگاه روکش‌کننده صنعتی میلیون دلاری استفاده کنید و چه از یک کاسه شیشه‌ای روی قابلمه‌ای از آب جوش در آشپزخانه خانگی خود، فیزیک یکسان باقی می‌ماند. شما فقط آشپزی نمی‌کنید؛ شما در حال تمرین علم مواد کاربردی هستید و هندسه مولکولی چربی را دستکاری می‌کنید تا یک تجربه حسی کامل خلق کنید.[1]