Сорти какао бобів, їх ферментація і сушка

ТЕХНОЛОГІЯ кондитерського виробництва

Основною сировиною для виробництва шоколадних виробів є цукор пісок і какао боби. Переробка какао бобів щорічно збільшується, потреба для кондитерської промисловості нашої країни становить близько 200 тис. Т на рік.

Світове виробництво какао бобів досягла 2,0 млн. Т. Основними виробниками какао бобів є країни Африки: Гана, Нігерія, Кот-д'Івуар, Камерун та інші. Тут виробляють понад

1,5 млн. Т, в країнах Південної Америки - 400 тис. Г і в країнах Південно-Східної Азії - близько 100 тис. Т какао бобів в рік.

За місцем зростання все какао боби діляться на три групи: африканські, американські і азіатські. Часто назва того чи іншого сорту какао бобів збігається з назвою країни, де їх культивують. Так, до африканських відносяться такі сорти: Гана, Камерун, Нігерія, Ангола, Кот-д'Івуар і ін .; до американських - Куба, Байя, Гренада, Арріба, Тринідад і ін., до азіатських - Ява, Цейлон і ін.

За своїми якісними ознаками все какао боби підрозділяються на дві групи: споживчі і благородні. Перші відрізняються яскраво вираженим гірким, терпким і кислим смаком. До них відносяться всі африканські сорти какао бобів і американський сорт Байя (Бразилія). Благородні сорти какао бобів відрізняються вираженим смаком і приємним ароматом. До них відносяться американські й азіатські сорти.

З огляду на смакові особливості окремих сортів какао бобів, при їхній переробці складається суміш з різних сортів, щоб створити певний смак і аромат (букет) шоколаду.

Сирі какао боби входять до складу плодів какао, які ростуть і дозрівають на дереві какао «Theobrama cacao L» (рис. І-l). Плід какао складається з оболонки 1 товщиною 15-20 мм і мідної м'якоті (пульпи) 2, всередині якої розташовані п'ятьма рядами 30-50 мигдалеподібних насіння (бобів) 3 довжиною близько 2,5 см.

Витягнуті з плодової м'якоті насіння мають різко виражений гіркий терпкий смак і сірувато-фіолетовий колір в зламі. Вони не володіють смаковими і ароматичними властивостями, характерними для шоколаду і какао порошку. У такому вигляді їх можна використовувати для приготування шоколадних виробів.

Мал. 1-1. Плоди какао на дереві какао; а - поздовжній; б - поперечний розрізи

Щоб поліпшити смак, аромат і колір какао бобів і відокремити від них плодову м'якоть, їх піддають на плантаціях ферментації і сушці.

Ферментація є первинною стадією обробки свіжих какао бобів. При ферментації відбуваються зміни в пульпі і сім'ядолях, пов'язані з дією ферментів. Розрізняють зовнішню ферментацію, обумовлену біохімічними процесами в пульпі, і внутрішню - пов'язану з фізико-хімічними процесами в сім'ядолях.

У свіжих какао бобах містяться різноманітні ферменти: амілаза, протеиназа, ліпаза, каталаза, (3-галактозидаза, поліфенолоксидаза, діастаза, пероксидаза та ін. Активність дії кожного ферменту залежить від стану субстрату, його концентрації, кількості води, pH середовища, температури. Тому при ферментації какао бобів не всі перераховані вище ферменти проявляють однакову активність, що пов'язане з анаеробними і аеробними умовами ферментації, безперервними змінами температури, pH середовища і вмісту вологи.

Для ферментації свіжі боби, з приставом до їх поверхні плодової м'якоттю, складають у дерев'яні ящики, земляні ями або насипають в купи, зверху вкривають брезентом або шаром бананового листя, щоб зберегти тепло, що виділяється в процесі ферментації.

Біохімічні процеси при ферментації протікають насамперед у пульпі під дією мікроорганізмів, для яких пульпа являє собою живильне середовище.

До складу пульпи входять 10-13% цукрів (сахароза, глюкоза, фруктоза), 80-90% води, пектинові речовини, органічні кислоти, азотисті речовини, pH пульпи 3,6-3,7.

Початкова стадія ферментації протікає в анаеробних умовах, так як поверхня між бобами майже повністю заповнена пульпою, і

13

вміст кисню в середовищі низька. Анаеробні умови, високий вміст цукру в м'якоті, низьке значення pH середовища сприятливі для росту і розмноження дріжджів, які швидко зброджують цукру і утворюють велику кількість етанолу та діоксиду вуглецю. В процесі бродіння виділяється теплота.

До кінця першої доби температура бобів підвищується до 32-33 ° С, їх перемішують для рівномірного ферментації у всіх шарах. До кінця другої доби температура бобів досягає 37-38 ° С, їх знову перемішують. До кінця третьої доби температура підвищується до 45-50 ° С. До цього часу через бактеріального окислення спирту бродіння переходить в уксуснокислое. У пульпі накопичується оцтова кислота.

Одночасно з процесом бродіння цукрів пульпи відбувається її розрідження в результаті дії ферментів на пектинові речовини. Плодова м'якоть відділяється від бобів і стікає у вигляді рідини, що містить спирт, оцтову кислоту і воду. Ці речовини частково переходять в сім'ядолі бобів, змінюючи їх хімічний склад і вологість.

Зовнішня ферментація (в пульпі) створює умови для внутрішньої ферментації (в какао бобах).

В анаеробних умовах під дією ферментів в сім'ядолях протікають біохімічні процеси, в результаті яких накопичуються редукуючимцукру та вільні кислоти. Відбувається окислення поліфенолів і гідроліз антоціанів, що пом'якшує гіркий терпкий смак какао бобів і змінює їх забарвлення.

Коли температура ферментації досягає 45-50 ° С, відбувається частковий гідроліз протеїну, що викликає структурні зміни семядолей і порушення цілісності клітин, накопичення водорозчинного азоту.

В процесі ферментації активність ферментів падає. При досягненні 45-50 ° С багато ферментів частково або повністю інактивуються.

Поряд з біохімічними при ферментації протікають фізико-хімічні процеси, які викликають структурні зміни в тканинах семядолей.

Сім'ядолі складаються з різних клітин, розділених мембранами. Дрібні клітини (від 23 до 40 мкм) містять жир, крохмаль, алейроновие зерна, а великі (від 40 до 80 мкм) - фенольні сполуки і пуринові основи. Вміщені в клітинах ферменти і субстрати в свіжих бобах роз'єднані. В процесі ферментації відбувається змішання всіх компонентів клітини в безперервній плазмолітіческой водній фазі і стають можливими гидролитические, а потім і окисні процеси.

Тривалість ферментації вибирається залежно від сортових особливостей бобів. Ферментація благородних сортів триває 2-3 діб, а споживчих 5-7 діб.

Однак застосовувані способи ферментації не забезпечують рівномірного перебігу біохімічних і ферментативних процесів по всьому об'єму какао бобів через недостатнє регулювання аерації. Тільки на четверту добу ферментації кисень починає проникати в ядро ​​бобів і викликати окислювальні зміни на його поверхні. Всередині насіння можуть залишатися анаеробні умови до кінця ферментації і навіть при сушінні. Тому товарні какао боби не можуть бути повністю однорідними за ступенем ферментації і містять поряд з ферментованим і недоферментірованниє боби.

Після ферментації какао боби піддають сушінню. Сушка може проводитися природним шляхом (сонячна сушка) або нагрітим повітрям при температурі 40 ° С. Під час сушіння видаляється від 60 до 40% вологи, тривають процеси аеробного стадії ферментації - головним чином окислювання поліфенолів під впливом поліфенолоксидази, що супроводжується зменшенням гіркого і терпкого смаку і посиленням коричневого забарвлення бобів.

Внаслідок розпушення тканини, розчинення вмісту клітин, виділення поліфенолів з вакуолей при ферментації і кращої дифузії кисню при сушінні, окислення поліфенолів прискорюється.

Природна сушка на земляних майданчиках вважається найкращою, але при високій відносній вологості повітря ускладнюється. Недотримання постійних умов сушіння не дозволяє стабілізувати якість товарних какао бобів. Тому в закуплене сировину може міститися більша або менша кількість повністю або частково фіолетових какао бобів, що не може не позначатися на смак одержуваних виробів. Після сушіння товарні какао боби мають вологість 6-7%.

Таким чином, ферментація і сушка свіжих бобів є необхідною і важливою стадією їх первинної обробки, в результаті якої змінюється структура, оболонка і ядро ​​стають більш твердими і тендітними, що дозволяє транспортувати і складувати какао боби. Завдяки низькій вологості вони можуть зберігатися тривалий час без ознак псування. Крім того, поліпшується смак і аромат, колір какао бобів з білого або фіолетового змінюється в коричневий або коричнево-червоний. Ці зміни у властивостях і хімічному складі какао бобів мають важливе значення в шоколадному виробництві.

Хімічний склад какао бобів і властивості окремих складових частин

Какао боби складаються з чотирьох частин: оболонки (какаовелли), ядра, паростка і ендосперму. Різні сорти бобів мають неоднакове співвідношення між складовими частинами, але в середньому ядро ​​становить 87,75%, какаовелли 11,4%, паросток 0,85% до маси ферментованих і висушених какао бобів.

Какао боби відрізняються складним хімічним складом. До їх складу входять: вода, жир, білкові речовини, вуглеводи, алкалоїди, дубильні, фарбувальні, ароматичні речовини, органічні кислоти, клітковина, вітаміни, мінеральні речовини. Окремі частини какао бобів відрізняються за хімічним складом і властивостями, тому представляють неоднакову цінність для шоколадного виробництва.

Найзначнішою і цінною складовою частиною какао бобів є жир (какао масло), зміст якого в ядрі досягає 52-56%, в какао - велле 3-4%, в паросток 3-5%. Какао масло складається з разнокіслотних тригліцеридів і жирних кислот, зміст яких в олії не перевищує 1,1%. До них відносяться: пальмітинова, стеаринова, олеїнова і лінолева.

За своїми властивостями какао масло відрізняється рядом особливостей, серед яких необхідно відзначити наступні:

- при кімнатній температурі масло залишається твердим і крихким. А так як до складу шоколаду входить 1/3 частина какао масла, то останнім додає шоколаду тверду і крихку консистенцію;

- початкова температура плавлення какао масла 31-34 ° С, т. Е. Нижче температури тіла людини. Тому воно легко плавиться в роті, не залишаючи характерною для високоплавких жирів салістого;

- какао масло може довго зберігатися без слідів прогоркания. У маслі і нежирової частини какао бобів містяться речовини - антиоксиданти, які затримують процеси окислення;

- при правильному охолодженні нижче температури застигання (23-28 ° С) какао масло кристалізується, переходить в твердий стан, скорочуючись при цьому в обсязі. Ця властивість використовується при формуванні шоколаду. Завдяки цій властивості какао масла полегшується вибірка плиток шоколаду з форм.

У ферментованих і висушених какао бобах міститься 6-7% вологи.

До складу какао бобів входять різні вуглеводи. До них відносяться: крохмаль, цукру, клітковина і пентозани. Крохмаль знаходиться в клітинах семядолей у вигляді одноядерних зерен розміром 3-8 мкм, його зміст близько 7%. Один відсоток складають цукру, до них відносяться: сахароза, глюкоза, фруктоза і ін. В ядрах какао бобів міститься близько 2,5% клітковини і 1,5% пентозанов; в какаовелли - відповідно 16,5 і 6%.

Зміст білкових речовин в ядрі 10,3-12,5%; в какаовелли -

13,5%. Вони представлені в основному альбумінами і глобулінами. Крім того, в какао бобах є наступні водорозчинні амінокислоти: аланін, аспарагін, валін, глютамінова кислота, ізолейцин, лейцин, тирозин, фенілаланін і ін.

До алкалоїдів, виявленим в какао бобах, відносяться: теобромін, його зміст 1,5-1,7%, і кофеїн - близько 0,05%. Ці речовини відносяться до пуріновим з'єднанням, що надає помітно виражену фізіологічну дію на організм людини.

Теобромін і кофеїн, поряд з дубильними речовинами, впливають на гіркий смак какао бобів. Крім ядра теобромін міститься також в ка - каовелле, звідки в основному його і отримують для медичних цілей.

Вміст органічних кислот в різних сортах какао бобів коливається в межах від 0,71 до 2,33% (в перерахунку на виннокаменную кислоту). Вони складаються з нелетких і летких кислот. До нелетучим відносяться: лимонна, яблучна, винна і щавлева. До летючим - оцтова, масляна і валеріанова кислоти. Причому, у споживчих сортів какао бобів летючих кислот більше, ніж у благородних, в зв'язку з більш тривалої ферментацією, pH какао бобів 5,0 - 6,1.

У какао бобах містяться дубильні речовини. Вони надають бобам і шоколадним продуктам гіркий, терпкий, терпкий смак. Дубильні речовини відносяться до полімерних фенольним сполукам (поліфенолам).

Дубильні речовини підрозділяються на дві групи; гідролізуемих і конденсовані. У молекулах перших фенольні ядра з'єднані атомами кисню. Ці речовини легко розщеплюються при кип'ятінні з водою або розведеними кислотами, а також під дією ферментів на з'єднання з більш дрібними молекулами і дають з солями окису заліза темно-синє забарвлення.

У молекулах конденсованих дубильних речовин фенольні ядра сполучені один з одним вуглецевими зв'язками. Ці речовини не піддаються гідролітичного розщеплення. При нагріванні з розведеними кислотами відбувається подальша їх конденсація з утворенням складних з'єднань - флобафенов. З солями окису заліза ця група поліфенолів дає темно-зелене забарвлення.

У какао бобах містяться такі феноли, як (-) - епікатехін, (+) - катехін, лейкоантоціани. Вони є попередниками конденсованих дубильних речовин. Переважним з них за змістом є (-) - епікатехін.

Зміст водорозчинних дубильних речовин 6-8%. У погано ферментованих бобах їх більше, ніж в добре ферментованих.

До барвним речовин какао бобів відносяться антоцианідіни. Вони утворюються з антоціанів, які при нагріванні з кислотами або під дією ферментів розщеплюються на глюкозу і антоцианідіни.

Склад ароматичних речовин какао продуктів досить складний. Він постійно змінюється в процесі підготовки і переробки какао бобів.

До найбільш важливим речовин, що впливають на смакові і ароматичні властивості ферментованих і висушених бобів, відносяться: поліфеноли - ні сполуки, теобромін і кофеїн, деякі продукти розпаду білків, амінокислоти, такі органічні кислоти, як оцтова, пропив - нова і масляна, d-ліналоол , етиловий спирт, діацетил, оцтовий альдегід та інші речовини.

У какао бобах виявлені такі вітаміни, як В ,, В2, В6, нікотинова кислота, пантотенова кислота і біотин.

Середній вміст мінеральних речовин 2,5-3%, в основному вони представлені оксидами калію, фосфору і магнію. Серед мікроелементів в какао бобах виявлені цинк, мідь, марганець, фтор, миш'як і молібден.

Зберігання какао бобів

Після ферментації і сушки какао боби затарюють в мішки, і в такій упаковці вони надходять на фабричні склади. Переважно застосовують тарне зберігання бобів у світлих, добре вентильованих приміщеннях. Склади повинні бути побудовані із залізобетону або цегли з оштукатуреними стінами, асфальтовими або плитковими підлогами і віддалені від виробничих приміщень.

Під час зберігання какао бобів повинні бути забезпечені умови збереження їх товарних якостей, виключені псування і зараження бобів мікроорганізмами і комахами-шкідниками.

Оптимальними умовами зберігання є температура 18-20 ° С і відносна вологість повітря 70%. В таких умовах какао боби можуть зберігатися тривалий час без погіршення якості. При високій відносній вологості повітря (75% і більше) какао боби можуть пліснявіти. Якщо під час перевезення боби промокли, то їх, щоб уникнути цвілевих - ня і псування необхідно відразу висипати з мішків і висушити в добре провітрюваному приміщенні при частому перемішуванні.

Вступники на склад мішки з бобами укладають на решітки повагонно в штабелі висотою по 8-10 мішків. Між стінами і штабелями і між суміжними штабелями залишають проходи шириною до 1 м. Вони необхідні для вентиляції і інспекції какао бобів.

Найбільш небезпечним шкідником какао бобів і шоколадних виробів є шоколадна вогнівка - моль какао (Acrocerops cramerella). Найбільш інтенсивно огневка розмножується в літні та осінні місяці. У теплому і погано провітрюваному приміщенні шоколадна вогнівка розмножується і в зимовий час. Протягом своєї короткочасної житті (від 7 до 14 днів) моль відкладає до 250 яєчок на какао бобах, шоколадних виробах або в швах мішків при тарному зберіганні бобів. Через 7-10 днів з яєчок виходять личинки, які поїдають продукт і швидко ростуть, досягаючи 12-13 мм. Після закінчення 6-10 тижнів личинки досягають повної зрілості і починають окукливаться. Для цієї мети вони вибирають затемнені кути будівель, захищені від повітряних потоків, щілини в різних частинах будівель, внутрішні кути коробок і ящиків і т. П. Через 2-3 тижні з лялечки вилітає метелик, і весь розглянутий вище цикл життя шоколадної вогнівки поновлюється.

У сховищах на шоколадних фабриках зустрічається також моль тропічна, домашня, борошняна і моль, що розвивається на сухих фруктах.

Моль боїться світла и підвіщеної температури. При температурі 60 ° С в продовженні 10 хв всі форми шоколадної вогнівкі гинут. На підставі цього для запобігання фабричних складів і цехів від зараження вогнівкою бажано кожну підозрілу партію какао бобів перед подачею на зберігання піддати ретельній тепловій дезінсекції або обробці газоподібними фумигантами.

Крім того, в процесі зберігання какао бобів необхідно частіше проводити огляд мішків з бобами і, в разі виявлення личинок, відправляти ці мішки з бобами на дезінсекцію. Мішки, звільнені від бобів, слід відразу піддавати дезінсекції.

Щоб уникнути зараження виробничих цехів шоколадної вогнівкою необхідно забезпечити проведення наступних заходів:

1) не розміщувати склади какао бобів та інших олійних насіння в виробничих або суміжних з ними приміщеннях;

2) не допускати зберігання і не проводити очищення і сортування какао бобів та інших олійних ядер в виробничих цехах;

3) швидко видаляти звільнилася від бобів плодів та овочів тару і піддавати її тепловій дезінсекції;

4) не допускати зберігання в складських приміщеннях для какао бобів тари і пакувальних матеріалів;

5) дотримуватися необхідні санітарні умови в приміщеннях для сортування та подрібнення какао бобів.

Дотримання чистоти приміщень і повітря, кондиціонування повітря і регулярний мікробіологічний контроль необхідні також щоб уникнути зараження какао бобів і готової продукції патогенними мікроорганізмами, серед яких є такі, як сальмонела, що викликає харчові отруєння.

На спеціалізованих шоколадних фабриках або при великих обсягах переробки какао бобів застосовують бестарное зберігання.

Склад безтарного зберігання включає систему окремих залізобетонних або металевих силосів прямокутного або круглого перетину висотою 10-16 метрів. Усередині ємності покривають спеціальною фарбою, а зовні - теплоізоляційним матеріалом, щоб уникнути різких перепадів температури какао бобів і конденсації на їх поверхні вологи.

Усередині силоси обладнані спусками каскадного або спірального типу, по яких переміщаються какао боби при завантаженні, що зменшує їх дроблення. Для вимірювання рівня засипаних какао бобів, температури застосовуються спеціальні прилади.

Для створення оптимальних умов зберігання силоси обладнані системою вентиляції. Щоб уникнути зволоження зберігаються какао бобів, розвитку на їх поверхні цвілі, при вентилювання повинні дотримуватися наступні параметри повітря: температура 8-10 ° С, а відносна вологість не більше 60%.

Система транспортерів дозволяє переміщати (при необхідності) какао боби з одного силосу в інший. Один з силосів в складі призначений для приймання та обробки какао бобів, заражених шоколадної вогнівкою. У цьому силосі боби обробляються газоподібними фумигантами, що подаються зі спеціальної установки. Силос забезпечений хорошою аспірацією з системою очищення викидається в атмосферу повітря від застосовуваних для обробки хімічних речовин.

Кількість силосів в складі залежить від маси какао бобів, що підлягають зберіганню, числа товарних сортів і місткості одного силосу. Кожен сорт бобів зберігається в окремому силосі. Іноді силос великого діаметра (3-4 м) ділять на кілька вертикальних секцій, в які завантажують роздільно сортові какао боби. Таким чином зменшується загальна кількість силосів в складі.

Схема безтарного зберігання какао бобів показана на ріс.1-2.

Мал. 1-2. Схема безтарного зберігання какао бобів

Мішки з какао бобами надходять на склад в залізничних вагонах або доставляються автотранспортом. Какао боби вивантажують з автомашини 1 і засипають в воронку ковшового елеватора 2. Підняті їм боби реверсивним конвеєром можуть переміщатися по двох напрямах. Незабруднені і незаражен - ні шоколадної вогнівкою какао боби, вологістю не більше 8%, направляються в силоси 5. Какао боби засмічені, підвищеної вологості або заражені шоколадної вогнівкою перед завантаженням на зберігання проходять попередню обробку. Для цього вони направляються в се - параціонную очисно-сортувальну машину 4, де відбувається очищення від пилу, каменів, металодомішок і інших забруднень. Потім боби надходять в сушильну камеру 3, де підсушують до вологості

6 7%.

Після підсушування какао боби елеватором 2 завантажуються в силос 6, де обробляються фумигантами. Оброблені боби з силосу 6 знову спрямовуються в прийомну лійку елеватора 2 і розподіляються по сило - сам.

З силосів 5 какао боби різних сортів надходять на зважування в дозатори 7 і через роторний живильник 8 - в пневмосети, де вони змішуються з повітрям, що нагнітається компресором 9, і передаються в видаткові ємності на переробку.

При зберіганні какао бобів в силосах стала можливою автоматизація процесу зберігання і дистанційне керування подачею какао бобів на виробництво. Управління роботою обладнання складу здійснюється з пульта.

Значна частина борошняних кондитерських виробів після охолодження і вистойки піддається зовнішній обробці кремами, цукатами, начинками, сиропами і т. П. Поверхня деяких виробів покривають шоколадною глазур'ю. При обробці мають на меті ні ...

Приготування начинок для вафель Вафлі - це кондитерські вироби, що складаються з трьох (або більше) вафельних листів, прослоенних начинкою. Для прошарку використовуються жирові, фруктово-ягідні, пралінові, помадні і інші начинки. Смакові гідності ...

Випічка виробів Випічка борошняних кондитерських виробів є складним і відповідальним етапом технологічного процесу. При випічці тестових заготовок відбуваються фізико-хімічні і колоїдні зміни в тесті, які спричиняють якість готових виробів. Тому для ...