Способ обработки свежих какао-бобов

 

Использование: в пищевой промышленности, в частности кондитерской - для обработки свежих бобов какао и придания им определенного цвета, вкуса и аромата. Сущность: обработка включает динамичное пропускание свежих бобов через отделитель мякоти для удаления от 40 до 30% мякоти по отношению к общей массе бобов и мякоти. 16 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу ферментации бобов какао. Шоколадные и какао-продукты получают из дерева какао Theobroma cacao, плоды которого состоят из стручков, в каждом из которых содержится около 35 зерен, обычно называемых бобами со сладкой клейкой мякотью. Для получения какао-бобов для производства шоколадных и какао-продуктов, какао-бобы обычно подвергают ферментации вместе с мякотью и после этого высушивают. Ферментация является ключевой операцией в придании бобам цвета, вкуса и аромата. Если ферментация осуществлена недостаточно хорошо, то запах слабый по интенсивности и часто испорчен кислотностью и/или неприятными привкусами.

Без ферментации практически отсутствуют хорошие вкусовые свойства и ощущается крайняя терпкость.

Существует несколько способов ферментации в зависимости от сорта какао и страны происхождения. Стандартный способ, существующий в Малайзии, включает закладку свежих бобов какао с их мякотью в пресс-блоки из нержавеющей стали, снижение содержания мякоти за счет обжимки с помощью гидравлического пресса, и последующей выдержки под давлением в течение ночи. Бобы опрокидывают в большую емкость для ферментации с небольшой глубиной и ферментируют в течение одного дня, затем направляют в ферментационный чан поменьше, но с повышенной глубиной слоя бобов, и подвергают ферментации в течение еще одного дня. Это перемещение между небольшими чанами повторяют, ферментацию продолжают в течение 5 или 6 дней. Подвергнутые ферментации бобы направляют в кольцевую сушилку и сушат в течение 8 ч при 80-70^о С, выдерживают в течение 12 ч и окончательно направляют в сушильный барабан и снова сушат в течение 8 ч при 70^о С для получения высушенных бобов какао.

Однако малайзийские какао-бобы, ферментированные этим способом, могут обладать следующими значительными недостатками: 1. высокой кислотностью; 2. большой сферой распространения неприятных запахов; 3. низким шоколадным вкусом.

В процессе ферментации мякоть, содержащая приблизительно 80% воды, 18% сахаров, 1,5% лимонной кислоты, пектин и небольшие количества аминокислот и минеральных солей, становится полем активности широкого диапазона микробов: например, дрожжи превращают сахара в спирт, уксуснокислотные бактерии приводят к превращению спирта в уксусную кислоту, а молочнокислотные бактерии превращают сахар в молочную кислоту. Под влиянием пектинолитических ферментов мякоть теряет свою клейкую природу и большое количество мякоти выходит из массы в виде "выпотевания". Разрушение бобов происходит в течение двух дней, что дает возможность ферментам и субстратам свободно взаимодействовать внутри дробленых бобов какао. Первоначальная рН внутри дробленых бобов какао составляет приблизительно 6,6, но в ходе ферментации рН падает ниже 5 за счет диффузии кислот в дробленые бобы какао. рН малайзийских бобов часто все еще ниже 5 после 5-дневной ферментации, что приводит к нежелательной высокой кислотности, в то время как продолжение процесса ферментации сверх 5 или 6 дней приводит к высокому уровню неприятных запахов в какао-бобах.

Поскольку в какао-бобах, выросших на большей части полуострова Малайзия, содержится большее количество мякоти по сравнению с другими какао-бобами, например, сорта Амелонадо в Гане, мякоть имеет тенденцию к слипанию бобов, так что ферментация является анаэробной. До настоящего времени предлагались различные способы снижения количества мякоти с целью изменения условий ферментации с тем, чтобы они стали более аэробными и более похожими на условия, присущие какао-бобам, например, из Ганы. Такие способы включают гидравлическую отжимку, выдерживание стручков, воздействие солнца и комбинацию из выдерживания стручков и воздействия солнца.

На малайзийских плантациях Берхад Гаррисона при ферментации широко используют гидравлическую отжимку, но ферментированные бобы какао обладают недостатками, перечисленными выше. Отжатые бобы имеют грубый внешний вид с значительным количеством остающейся мякоти, которая распределена неравномерно.

Выдерживание стручков включает хранение собранных стручков в течение периодов времени 5-11 дней, после чего стручки раскрываются, и хотя соотношение между мякотью и дроблеными бобами какао значительно снижено, это снижение неустойчиво, что лишь иногда приводит к улучшенному вкусу какао. Помимо этого, выдерживание стручков в поле могло бы сделать стручки подверженными воздействию заболеваний и сельскохозяйственных вредителей, таких как крысы, а также воровству, в то время как хранение стручков в складе требует места и затрат времени, а также является дорогостоящим и неосуществимым в промышленном масштабе.

Солнечное воздействие требует поместить бобы какао, свежиe или из хранившихся стручков, в виде тонких слоев (толщиной 2-3 см) на поддонах или на бетонном полу на солнце в течение нескольких часов с целью выпаривания дополнительной влаги. Однако обнаружено, что улучшение вкуса этого какао неустойчиво. В любом случае солнечная обработка требует наличия большой площади и хорошей погоды.

Разработан способ предварительной обработки свежих бобов какао с целью снижения количества мякоти, который позволяет осуществлять последующую ферментацию в высоко аэробных условиях, отдавая предпочтение уксуснокислым бактериям над молочнокислой бактерицидной активностью, вызывая сохранение значения рН свыше 5 в ходе ферментации и после которого бобы какао имеют низкую кислотность, и по существу не обладают неприятными вкусовыми ощущениями и демонстрируют повышенный аромат какао.

Только что собранные бобы какао обычно транспортируют на брожение в конце дня и перед обработкой или ночной выдержкой взвешивают.

Предложен способ обработки свежих бобов какао перед ферментацией, которая заключается в динамичном пропускании свежих бобов через отделитель мякоти для отделения вплоть до 80 мес.% мякоти по отношению к исходной массе мякоти.

Под отделителем мякоти здесь подразумевается отделитель мякоти фруктов или овощей, который может приводиться в действие механически или при помощи других средств, например, ультразвука.

Примером механического отделителя мякоти, который можно использовать, является лопастной финишер, содержащий перфорированный барабанный грохот, внутри которого находится лопастное или скребковое устройство, способное вращаться, средство для подачи свежих бобов какао на входную сторону и средство для удаления бобов какао, из которых отделена мякоть, с другой стороны барабанного грохота. Отверстия в барабанном грохоте имеют размер, позволяющий мякоти, удаленной из свежих бобов какао, проходить через них, но предотвращающий прохождение сквозь них бобов. Барабанный грохот, как правило, является неподвижным, может быть установлен таким образом, чтобы его продольная ось была горизонтальной. Лопасти закреплены к продольной оси внутри барабанного грохота и вытянуты вдоль длины барабанного грохота, практически параллельного оси. Лопасти предпочтительно незначительно наклонены таким образом, что при их вращении масса бобов какао задерживается в направлении входной стороны. Как вариант, этот эффект мог бы быть достигнут при помощи барабанного грохота, наклоненного снизу вверх от входной стороны. Обычно в барабанном грохоте имеется две лопасти.

Отверстия в барабанном грохоте могут иметь диаметр 1-12 мм и предпочтительно 2-7 мм. Расстояние наружных и продольных кромок лопастей от стенки барабанного грохота предпочтительно является как можно меньшим, и предпочтительно продольные кромки лопастей облицованы "пищевой" резиной или другим подходящим эластичным материалом, который, собственно, и соприкасается с грохотом. Скорость вращения лопастей может изменяться от 100 до 1000 об/мин и предпочтительно от 150 об/мин.

Детали машины предпочтительно изготовляют из нержавеющей стали. Свежие бобы предпочтительно могут подаваться на входную сторону отделителя мякоти механическими средствами.

Предпочтительно, бобы какао можно пропускать через отделитель мякоти более одного раза, преимущественно вместе с водой. При необходимости использования отделителя мякоти может предшествовать технология отжимки, например, с помощью гидравлического пресса.

Скорость, при которой бобы какао пропускают через отделитель мякоти, зависит от размера машины и обычно является большей для более крупной машины. Для небольшого лопастного финишера эта скорость может быть столь низкой, как 100 кг/ч или менее, а для более крупного лопастного финишера эта скорость может достигать 3000 кг/ч, например, 1500-2500 кг/ч. Для барабанного грохота длиной 60 см и диаметром 21 см бобы какао можно легко пропускать через лопастной финишер при скорости 500-1000 и предпочтительно 650-850 кг/ч.

Когда бобы, от которых отделена мякоть, пропускают через отделитель мякоти, последующее время вместе с водой, количество воды может достигать 0,6 л и предпочтительно от 0,05 до 0,25 л на кг бобов.

При помощи отделителя мякоти мякоть по существу равномерно отделяют от бобов и количество мякоти, отделенной от свежих бобов какао в отделителе мякоти, может составлять 10%-30%, предпочтительно 15-28%, и более предпочтительно 20-25 мас.% по отношению к исходному общему весу бобов и мякоти. После этой операции может следовать прием предварительной сушки, в результате которой общая потеря веса в виде мякоти может достигнуть 25-50%, предпочтительной 30-45% , и в особенности 35-40% по отношению к исходному общему совместному весу бобов и мякоти. Прием предварительной сушки можно осуществлять в любой обычной сушилке, работающей на горячем воздухе, такой как кольцевая сушилка (имеющейся в большинстве крупных бродильных установок), или любой альтернативной сушильной установке (например, сушке на солнце), где воздух с температурой от окружающей до 70^оС и предпочтительно от окружающей до 50^оС принудительно пропускают через бобы какао в течение 0,5-5 ч, в зависимости от количества бобов какао.

Бобы какао, обработанные в соответствии с настоящим изобретением, можно подвергать брожению известными методами. Если бобы слишком сухие, то к ним для надлежащего протекания брожения можно добавить надлежащее количество воды.

Бобы какао преимущественно помещают в ферментационный чан с тем, чтобы обеспечить начальную мелкую глубину слоя от 13 до 30 см, предпочтительно 18-27 см, и затем перемещают, например, через 1 день в другой ферментационный чан с увеличенной глубиной слоя 16-60 см, предпочтительно 35-50 см. В ходе ферментации бобы какао, обработанные в соответствии с настоящим изобретением, образуют пористую массу, позволяющую сделать ферментацию высокоаэробной.

Небольшая глубина слоя от 10 до 20 см особенно желательна, когда бобы, от которых была отделена мякоть, не были подвергнуты предварительной сушке. В таком случае бобы какао будут предварительно обработаны либо путем комбинации из гидравлической отжимки с последующим отделением мякоти с добавлением воды или многократного пропускания через лопастной финишер с добавлением воды.

Одно преимущество обработки мякоти из настоящего изобретения является таким, что ферментация может быть завершена в течение 3-5 дней, предпочтительно 4 дней. Ферментированные бобы после этого сушат.

Сушку ферментированных бобов какао, как описано выше, можно осуществлять обычными средствами. Одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что сушка требует значительно меньше энергии, поскольку бобы какао уже значительно чище и более сухие, чем после обычной ферментации. Предпочтительно время сушки поддерживают аналогичным стандартным условиям и температуру горячего воздуха снижают с 70-80^о С до 55-70^о С.

Изобретение также предлагает способ обработки свежих бобов какао перед ферментацией, который включает стадию быстрого прессования с помощью гидравлического пресса для снижения содержания мякоти, после этого предварительную сушку при температуре от окружающей до 70^о С с целью удаления дополнительной влаги, содержащейся в мякоти.

Под стадией быстрого прессования здесь понимается прессование бобов в пресс-блоках в течение короткого периода времени, обычно приблизительно 5-60 мин, предпочтительно 15-30 мин, до тех пор, пока больше не отжимаются практически никакие соки.

Стадия быстрого прессования может привести к потере массы 10-25% относительно исходного веса бобов.

После стадии быстрого прессования бобы какао предпочтительно подвергают предварительной сушке при 45-65^о С в течение периода времени 30-150 мин и более, обычно 50-100 мин, в зависимости от количества бобов. После стадии предварительной сушки общая потеря массы составляет 30-40%.

После предварительной сушки бобы какао ферментируют в сильно аэробных условиях в течение периода времени 3-5 дней. Первоначальная глубина слоя предпочтительно составляет 15-30 см и бобы какао после этого направляют, например, после 1 дня в ферментационные чаны с повышенной глубиной слоя 18-50 см, в частности 30-40 см.

После ферментации бобы сушат, сушку при желании можно осуществить обычными средствами, как описано выше.

Способы, предложенные настоящим изобретением, могут быть применены к бобам какао, выращенным в любых частях света, в частности малайзийским бобам какао, таким как бобы какао, выросшие на полуострове Малайзия.

Настоящим изобретением также предлагается способ получения шоколадных и какао-продуктов, включающий прокаливание высушенных бобов какао, полученных как описано выше в соответствии с настоящим изобретением, растрескивание, проветривание с целью удаления скорлупы и получения дробленых бобов какао, которые измельчают для получения раствора какао, который можно использовать для получения шоколада или можно подвергать отжимке с целью экстракции масла какао и оставшийся брикет измельчают, охлаждают и просеивают с целью получения порошка какао.

Изобретение также предлагает шоколадные и какао-продукты, полученные из свежих бобов какао, обработанных как указано выше в соответствии с настоящим изобретением.

Шоколадные и какао-продукты, в которых используются свежие бобы какао, обработанные как указано выше в соответствии с настоящим изобретением, имеют высокое качество.

П р и м е р 1. Свежие бобы какао были пропущены через лопастной финишер, мод. 4000, изготовленный Браун Компани, снабженный барабанным грохотом длиной 60 см и диаметром 21 см с диаметром перфораций 3 мм, входным патрубком для бобов на одном конце, отверстие для вывода мякоти внизу, и выходное отверстие для бобов, от которых отделена мякоть, с другого конца. Свежие бобы были подвергнуты взвешиванию и пропущены через финишер при расходе 700-800 кг/ч, и 25% по отношению к первоначальному весу свежих бобов были отделены в виде густой мякоти.

Бобы, от которых отделена мякоть, были подвергнуты предварительной сушке в сушилке, работающей на горячем воздухе, где бобы загрузили на поддоны и высушили при 40-45^о в горячем воздухе в течение 90 мин до тех пор, пока от свежих бобов не было отделено в целом свыше 35 мас.% в виде мякоти.

Бобы подвергли ферментации в контейнерах с глубиной слоя 30 см в течение 3 дней с перемешиванием лишь после 1 дня и 2 дней. рН бобов составлял более 5 в ходе всего процесса ферментации, бобы были высушены после 3 дней в сушилке, работающей на горячем воздухе, в которой на каждый из 9 поддонов площадью 0,5 м² были загружены по 10 кг подвергнутых ферментации бобов. Между поддонами поддерживали мягкий воздушный поток, на первый день поддерживали температуру 55^о С, в следующие дни 60^о С. Сушка была завершена через 3 дня.

Обнаружено, что шоколад, полученный из этих бобов, обладает низкой кислотностью, слабым привкусом и повышенным ароматом какао.

П р и м е р 2. Свежие бобы какао были пропущены через лопастной финишер аналогично примеру 1, и бобы, от которых отделена мякоть, затем пропустили через лопастной финишер второй раз совместно с водой в соотношении 0,5 л воды на 1 кг бобов с целью дальнейшего удаления мякоти, с тем чтобы обеспечить полную потерю веса порядка 27,7% по отношению к первоначальному весу бобов.

Бобы, от которых была отделена мякоть, подвергли ферментации в контейнерах с глубиной слоя 17 см в течение 3 дней и высушили аналогично примеру 1.

Шоколад, полученный из этих высушенных бобов, имел низкую кислотность, слабый привкус и повышенный аромат какао.

П р и м е р 3. 130 кг свежих бобов какао загрузили в цилиндрическую перфорированную корзину из нержавеющей стали с сплошной пластмассовой крышкой. Бобы были отжаты с помощью гидравлического пресса Бучера, при этом давление поршня 150 бар передавалось через пластмассовую крышку, где оно соответствует давлению 12 бар на бобы. Операция прессования заняла 5 мин. После перемешивания бобов проводили второе прессование при тех же самых условиях для более равномерного снижения содержания мякоти во всей массе. Полная потеря веса составила 20% по отношению к исходному весу бобов.

Отжатые бобы были затем обработаны аналогично примеру 2 пропусканием их через лопастной финишер совместно с водой для удаления дополнительно мякоти с тем, чтобы обеспечить общую потерю массы порядка 26,5% с последующей ферментацией и сушкой аналогично примеру 2.

Шоколад, полученный из этих высушенных бобов, имел низкую кислотность, слабый привкус и повышенный аромат какао.

П р и м е р 4. Свежие бобы какао загрузили на плантации в пресс-блоки из нержавеющей стали в количестве приблизительно 700 кг в каждый блок. Полностью загруженные пресс-блоки были перемещены в ферментационную установку в конце дня и перед тем, как оставить на ночь, взвесили. На следующее утро содержимое двух пресс-блоков с какао-бобами пропустили через лопастной финишер с добавлением равномерно распределенных 60 кг воды. Бобы, от которых отделилась мякоть, взвесили и они потеряли 25,3% массы в виде мякоти по сравнению с первоначальной массой свежих бобов.

Бобы, от которых отделена мякоть, поместили в барабанную сушилку, обычно используемую для промышленной сушки ферментированных бобов какао, в течение 65 мин. Воздушный поток, нагнетаемый через слой бобов какао толщиной 5 см, поддерживали при 50-55^о С.

После предварительной сушки масса бобов была зарегистрирована и была достигнута общая (кумулятивная) потеря массы, равная 38%, по отношению в исходной массе свежих бобов.

Эти предварительно обработанные бобы какао поместили в обычные ферментационные сетки и крупные ящики (3,1х1,75 м) ферментации примерно в течение 20 ч при глубине слоя 22 см. После этого те же самые бобы переместили в ферментационные ящики нормального размера (1,75 х 1,75 м) на следующие 3 дня при глубине слоя 38 см. В конце периода ферментации (в целом 4 дней) подвергнутые ферментации бобы какао подвергли сушке в кольцевой сушилке при 65^о С в течение 8 ч. После этого следовал период "отдыха" (12 ч) и затем бобы какао были подвергнуты последующей сушке до окончательной влажности 7% в обычной барабанной сушилке.

Шоколад, полученный из этих высушенных бобов, имел низкую кислотность, обладал слабым привкусом и повышенным ароматом какао.

П р и м е р 5. Свежие бобы какао были собраны при сборе урожая, обработаны и взвешены аналогично примеру 4. На следующее утро их подвергли быстрому отжиму при помощи гидравлическому пресса. Быстро отжатые бобы взвесили и была зафиксирована потеря массы 19,8% в виде сока какао. Быстро отжатые бобы были затем помещены в кольцевую сушилку для предварительной сушки аналогично примеру 4. После предварительной сушки их снова взвесили и была зарегистрирована общая потеря массы 35,5%. Бобы какао затем подвергли ферментации и процессу сушки как описано в примере 4.

Шоколад, полученный из этих высушенных бобов, имел низкую кислотность, слабый привкус и повышенный аромат какао.

П р и м е р 6. Свежие бобы какао были собраны при сборе урожая, обработаны и взвешены аналогично примеру 4. Содержимое этих пресс-блоков пропущено через лопастной финишер на следующее утро с добавлением воды аналогично примеру 4. Бобы, от которых отделена мякоть, были взвешены, и была зафиксирована потеря массы 24,8%.

Бобы, от которых отделена мякоть, были тонко и равномерно распределены под воздействием солнца в течение 105 мин. При взвешивании после этой предварительной сушки кумулятивная потеря массы составила 38,5%.

Обработанные бобы были подвергнуты ферментации и высушены как описано в примере 4.

Шоколад, полученный из этих высушенных бобов, имел низкую кислотность, обладал слабым привкусом и повышенным ароматом какао.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВЕЖИХ КАКАО-БОБОВ, предусматривающий отделение свежих какао-бобов от мякоти плодов какао, отличающийся тем, что отделение какао-бобов ведут путем динамического пропуска через отделитель мякоти с удалением 10 - 30% мякоти от общей массы бобов и мякоти.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бобы пропускают через отделитель мякоти более одного раза.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что бобы для отделения мякоти пропускают совместно с водой.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что бобы пропускают более одного раза совместно с водой.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделитель мякоти выполнен в виде лопастного финишера.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделитель мякоти используют с производительностью 100 - 3000 кг/ч.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что после отделения мякоти бобы подвергают предварительной сушке при температуре окружающей среды до 70^oС для дальнейшего удаления влаги из мякоти.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что количество мякоти, удаленной из свежих какао-бобов, составляет 25 - 50% от массы бобов и мякоти перед ферментацией.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что бобы после отделения мякоти подвергают ферментации.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что бобы после отделения мякоти и предварительной сушки подвергают ферментации в сильно аэробных условиях.

11. Способ по пп.9 и 10, отличающийся тем, что ферментацию бобов ведут в течение 3 - 5 дней, а затем подвергают последующей сушке.

12. Способ по пп.9 и 10, отличающийся тем, что отделение мякоти, предварительную сушку и ферментацию ведут с распределением бобов послойно при глубине при отделении мякоти и предварительной сушке 13 - 30 см, а ферментацию - при глубине слоя 16 - 60 см.

13. Способ по пп. 8 и 9, отличающийся тем, что перед предварительной сушкой или ферментацией бобы подвергают быстрому отжатию для уменьшения содержания влаги в них.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что ферментацию быстро отжатых предварительно высушенных бобов ведут в сильно аэробных условиях.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что ферментацию ведут в течение 3 - 5 дней, при обработке перед ферментацией и во время ферментации бобы распределяют послойно, при обработке перед ферментацией глубину слоя выбирают 13 - 30 см, а при ферментации 18 - 60 см.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что после ферментации бобы сушат.

17. Способ по пп.1 - 16, отличающийся тем, что в качестве какао-бобов используют малазийские бобы какао.