Химический состав какао бобов

Какао бобы состоят из двух семядолей.

Какаовелла (составляет 10-12%)

 

Ядро 87%

 

Росток 0,8%

В ядре содержание какао масла составляет 52-56%; белка 10-12%; крахмала ≈7%; органических кислот 1,5%; дубильных веществха » 6%, придающих горький, вяжущий, терпкий вкус бобам; алколоиды (теобромин 1,5-1,7% и кофеин 0,05%) обладающие тонизирующим действием, возбуждая сердечную и нервную систему. Теобромин и кофеин, наряду с дубильными веществами, придают горький вкус какао бобам. Летучие и нелетучие органические кислоты » 1,5%, придающие кислый вкус и неприятный запах. К летучим относятся уксусная, масляная кислоты, к нелетучим: лимонная, яблочная, винная, щавелевая. А также красящие и ароматические вещества, витамины группы В и минеральные вещества (K, P, Mg).

 

Требования, предъявляемые к качеству товарных какао бобов

Высокий сорт, высокий индекс чистоты (учитывается масса бобов, количество недоферментированных, количество слейти, наличие микроорганизмов), высокое содержание жира, низкое содержание недоферментированных бобов.

 

Эффективное использование какао бобов

Характеризуется их расходом на 1 т готовой продукции. С целью эффективного использования какао бобов стремятся получить максимально возможные выходы какао тертого и какао масла за счет сокращения потерь на технологические операции. Использование ПАВ, улучшителей и эквивалентов какао масла в производстве шоколада позволяет снизить расход какао масла. Молотую какаовеллу используют при производстве жировой глазури, драже, жировых вафельных начинок в количестве 6% к массе начинки. Экстракт из какаовеллы используют в качестве натурального коричневого красителя.

 

Первичная переработка какао бобов и получение какао продуктов (какао тертое, какао масло). Пути повышения выхода какао тертого, какао масла

Какао-бобы, поступающие на производство, содержат посторонние примеси. Кроме того, они различаются по размеру. Для получения равномерно обжаренных бобов необходимо разделить их и сортировать по размерам. Очистка и сортировка бобов происходит в очистительно-сортировочных машинах (8), путем воздушной сепарации и на виброситах. Очищенные бобы передают на обжарку (сушку) (7). Применяют непрерывнодействующие сушилки STR фирмы «Бюллер» (Швейцария) и «Конти-303» фирмы «Нагема» (Германия). Обжарку проводят при средней температуре воздуха 145ºС.

Цель обжарки (сушки) бобов:

· удаление влаги на 4-5%, чтобы конечная влажность бобов была 2,5-3,5%;

· придание оболочке и ядру, хрупкости, твердости для лучшего отделения оболочки от ядра и дробления ядра;

· улучшение вкусовых качеств бобов за счет удаления летучих кислот, главным образом уксусной кислоты, а также окисление дубильных веществ, придающих горький, вяжущий вкус бобам;

· протекание реакции меланоидинообразования, усиливающую окраску бобов;

· частичная стерилизация бобов.

При обжарке часть какао масла 0,5% переходит из ядра в оболочку. При жестких режимах (t=160ºС) потери жира за счет диффузии достигают 2%, поэтому после обжарки бобы быстро охлаждают до t= 30-35°С с целью снижения миграции какао масла в оболочку, придания хрупкости и твердости ядру и оболочке, которые при надавливании легко дробятся, и оболочка отделяется от ядра.

Дробление какао бобов, отделение какаовеллы и разделение полученной какао крупки на фракции осуществляется на дробильно-сортировочных машинах (6) марки BR-51-EH. Какао бобы, раздробленные на двух шестигранных валках, разделяются на ситах на 4-8 фракций с размерами частиц 0,7-8 мм. Наиболее ценная фракция крупная, т.к. она содержит больше какао масла. Какаовелла отделяется воздушной сепарацией.

Полученная какао крупка подвергается алкализации (4) водным раствором карбоната калия (K₂CO₃) или водным раствором гидрокарбоната натрия (NaHCO₃), при этом происходит дезодорация крупки, инактивация ферментов, уничтожение микроорганизмов. Для удаления паров воды и летучих веществ крупку сушат при t=100°С, с последующей обжаркой до влажности 2%.

Какао тертое получают в результате тонкого измельчения какао крупки на комбинированных размольных агрегатах, состоящих из ударной (3), дисковой (2) и шариковой (1) мельниц. Далее какао тертое подвергается темперированию (10,12) (энергичное перемешивание при t=115°С) в пленочном аппарате батарейного типа петцомат фирмы «Петцольд» (Германия), либо в вакуум-коншах под разряжением в течение 2-3 ч., при этом удаляется до 80% легколетучей фракции, состоящей из воды и уксусной кислоты. С целью максимального удаления дубильных веществ, органических кислот, придающих неприятный вкус и запах, какао тертое подвергают одновременно с темперированием алкализации.

Реологические свойства какао тертого

При размоле крупки образующаяся масса какао нагревается выше температуры плавления какао масла, поэтому приобретает полужидкую консистенцию, представляя собой суспензию, в которой дисперсной фазой являются измельченные частицы стенок клеток и зерна крахмала, а дисперсионной средой какао масло. Содержание масла в какао тертом составляет 54%. К реологическим свойствам какао тертого относятся дисперсность и вязкость. Дисперсность – это процентное содержание твердых частиц, размер которых не превышает 30 мкм. Чем выше дисперсность твердых частиц, тем полнее разрушены клетки какао крупки, тем больше получается какао масла, тем ниже вязкость какао тертого. Дисперсность какао тертого зависит от способа измельчения, конструкции применяемых машин и при трехступенчатом размоле какао крупки достигает 98%.

Вязкость – это скорость течения какао тертого в зависимости от силы воздействия на него. Вязкость какао тертого зависит от влажности, температуры, дисперсности и содержания в нем какао масла. Чем выше влажность какао тертого, тем выше вязкость. Чем выше температура, тем ниже вязкость. Для снижения вязкости какао тертого вносят ПАВы (соевый фосфатидный концентрат). Вязкость какао тертого при t=32°С не должна превышать 6 Па×с.

 

Пути повышения выхода какао тертого

· соблюдение режимов ферментации и сушки какао бобов;

· снижение потерь при сортировке (составляют 0,5%), сушке (5%), дроблении (12%), измельчении (0,4%);

· снижение влажности какао крупки для увеличения дисперсности какао тертого и снижения его вязкости;

· повышение дисперсности какао тертого за счет высокого качества размола какао крупки;

· соблюдение продолжительности темперирования (не более 5-6 ч).

 

Способы получения какао масла

Какао масло получают 2^я способами:

– экстракционный (в России не применяют);

– прессовой

Оттемперированное какао тертое подают для отжима какао масла в гидравлический пресс (11) марки HHP 14 фирмы «Хайденау» (Германия), представляющий собой 14-чашечный автоматизированный пресс. Температура при прессовании 90ºС. Продолжительность прессования зависит от жирности, вязкости какао тертого, производительности пресса и составляет 17-25 мин. Выход какао масла при прессовании определяют, задаваясь жирностью жмыха и содержанием жира в какао тертом.

 

X – выход какао масла, %;

; m – содержание масла в какао тертом, %;

ж – содержание масла в жмыхе, %.

 

Максимальный выход какао масла на современных прессах составляет 47,7%.

Отжатое какао масло используют для приготовления шоколадных масс, либо фасуют в виде блоков.

Оставшийся после прессования жмых охлаждается до t=30°С и подается в жмыходробилку (20) и далее в размольную установку (23) для получения какао порошка.

 

Пути повышения выхода какао масла

– высокое содержание какао масла в какао тертом не менее 54%;

– снижение вязкости какао тертого за счет минимальной его влажности при прессовании 1,2-1,5% и t=90-95°С.

 

Химический состав какао масла. Его свойства. Заменители какао масла

По химическому составу и свойствам к. масло является раствором различных триглицеридов, состоящего из остатков НЖК: пальмитиновой (C₁₅H₃₁COOH), стеариновой (C₁₇H₃₅COOH) и ненасыщенных жирных кислот олеиновой (C₁₈H₃₄COOH), меньше линолевой и леноленовой.

Основными триглицеридами какао масла являются: дипальмитостеарин, олеопальмитостеарин и диолеопальмитин. В сумме их содержание в какао масле составляет 53% и они определяют его свойства.

Свойства какао масла характеризуются показателями:

– t плав., °C

начальная 31-34

конечная 33-36

– t застыв., °C 23-28

– йодное число 33-36

Температура плавления какао масла ниже температуры тела человека, что позволяет шоколаду с содержанием 35% какао масла таить во рту. Высокая t застывания какао масла позволяет сохранить твердость и хрупкость шоколадных изделий при комнатной температуре. Низкое йодное число свидетельствует о большой стойкости какао масла к прогорканию, что позволяет вырабатывать шоколадные изделия длительного срока хранения. Какао масло имеет не мажущуюся консистенцию. При кристаллизации какао масло сокращается в объеме, поэтому шоколад легко выбрать из форм.

Какао маслу присущи полиморфные свойства, т. е. способность образовывать при определенной температуре модификации, которые отличаются по своим свойствам (кристаллическая структура, t плавления, плотность). Для каждой полиморфной формы какао масла существуют определенные температурные условия ее образования.

Полиморфное превращение протекает по схеме:

g a b^' b

18°С 23,5-25,5°С 28°С 30°С

Стабильной формой какао масла является b-форма. Остальные метастабильные (неустойчивые) и могут превращаться одна форма в другую. Полиморфизм какао масла является причиной жирового «поседения» шоколада, что приводит к товарному браку изделий.

Заменители какао масла используются с целью: снижения расхода какао масла в шоколадных изделиях ввиду его высокой себестоимости. В получении жиров – заменителей используют:

– натуральные растительные жиры, полученные из плодов и растений тропического происхождения (кокосовое, пальмоядровое масло, масло ши (из орехов ши), масло из орехов бассия);

– растительные масла и животные жиры с заданными свойствами (подсолнечное, соевое, рапсовое, хлопковое масло).

Основное требование к любому жиру-заменителю – наличие таких же физико-химических свойств как у какао масла.

Различают эквиваленты и улучшители какао масла, отличающиеся содержанием твердых фракций. Жиры с содержанием твердых фракций, близких к какао маслу. Называют эквивалентами и обозначают латинскими буквами (СВЕ), жиры с большим содержанием твердых фракций – улучшителями (СВI). Источниками их получения являются фракционированное пальмовое масло, масло орехов ши и растительное масло. Эквиваленты какао масла препятствуют жировому «поседению» шоколада, способствуя образованию стабильной b-формы и предотвращая ее перекристаллизацию, поэтому при производстве шоколада их используют в количестве 13-15% и улучшители в количестве 5% от общего содержания жира.

Основными поставщиками эквивалентов и улучшителей какао масла являются датская фирма «Ahrxyc Olue» – ILLEXAO (CBE); CEBAO (CBI); и шведская фирма «Karlshamns» – AKOMAX, AKONORD (CBE); AKOIMP (CBI).

 

Рецептуры шоколадных масс. Реологические свойства шоколадных масс

Шоколадная масса представляет собой тонкодисперсную смесь, состоящую из какао тертого, какао масла и сахарной пудры. Также вводят вкусовые и ароматизирующие добавки: сухое молоко, орехи, изюм, кофе, спирт, ванилин. Какао тертое обладает горьким, вяжущим вкусом, при добавлении сахара горький вкус смягчается. При весовых соотношениях сахара и какао тертого равных 2:1 (66 частей сахара и 34 части какао тертого), получают шоколад без выраженного горького вкуса. Шоколадные массы подразделяют на обыкновенные и десертные. Десертные имеют более высокую дисперсность (98%), чем обыкновенные (92-97%), за счет более тонкого измельчения и содержат больше какао масла, обеспечивающего оптимальную вязкость при механической обработке и отливке в формы. В десертном шоколаде содержание к. масла составляет 36%, в обыкновенном – 32%.

 

Периодические и непрерывные способы получения шоколадных масс.

Разжижители, их роль

При периодическом способе для смешивания компонентов рецептуры шоколадной массы используют месильные машины или меланжеры (15). Какао масло вводят не полностью, а из расчета, чтобы массовая доля жира полученной после смешивания шоколадной массы была около 28%. Это вызвано тем, что масса с полным рецептурным содержанием жира 32-36% имеет жидкую консистенцию и не может быть эффективно обработана на вальцовых машинах. Оставшуюся часть какао масла вводят на станции разводки после вальцевания. Продолжительность смешивания компонентов 15-30 мин при t= 40-45°С. Полученная шок. Масса представляет собой суспензию, в которой дисперсионной средой является к. масло, а дисперсной фазой – сахарная пудра и твердые частицы какао тертого. Сахарная пудра содержит более крупные частицы (около 35 мкм), чем допустимы в шоколадной массе (не более 16 мкм). Такая шоколадная масса имеет грубый вкус, поэтому ее подвергают дополнительному измельчению на пятивалковых мельницах (16), рабочими органами в которых являются пять пустотелых валков, вращающихся навстречу друг другу.

какао тертое какао масло разжижитель ваниль.

сахарная пудра 3-4% акао масло эссен-я

сухое молоко шоколад. 1:1

какао масло масса

. масло

водяная рубашка t_H2О 60 -70°С

 

Каждый последующий валок вращается со скоростью большей, чем у предыдущего и за счет этого происходит движение массы снизу вверх. По мере продвижения массы от 1 к 5 валку зазор между ними уменьшается, твердые частицы подвергаются сжатию и раздавливаются, а за счет разных скоростей вращения валков частицы испытывают деформацию сдвига и растираются. Шоколадная масса в процессе вальцевания из пластичной становится порошкообразной и с верхнего валка снимается скребком в виде порошка. Изменение консистенции связано с увеличением общей поверхности частиц в результате измельчения. Для восстановления полужидкой консистенции шоколадную массу подают на разводку во 2^ую месильную машину (19) туда же загружают какао масло и разжижитель, предварительно смешанный с какао маслом в соотношении 1:1.

Для снижения вязкости шоколадной массы и экономии какао масла в качестве разжижителей используют соевый, подсолнечный или рапсовый фосфатидный концентрат, лецитины. Получают фосфатиды при переработке масличных семян. Основным требованием к концентратам является содержание в них не менее 65% фосфатидов. При добавлении 0,3-0,4% соевого фосфатидного концентрата экономится 4% какао масла. Кроме того, в качестве разжижителя, используют эмульгатор «Палсгаард» (Дания). При его внесении в шоколадную массу в количестве 0,1% экономится 7,3% какао масла.

При непрерывном способе шок. Массу получают на поточных линиях типа РТС фирмы «Карле и Монтанери» (Италия), фирмы «Бюллер» (Швейцария). В смесителе смешиваются рецептурные компоненты, передаются для предварительного измельчения на трехвалковую мельницу, затем для окончательного измельчения на пятивалковую мельницу с последующей разводкой шок. Массы и ее гомогенизацией в эмульсаторе, с целью получения однородной массы.

 

Конширование шоколадных масс. «Сухое» конширование, его сущность.

Показатели качества шоколадных масс

Конширование – одновременная механическая и тепловая обработка шок. Массы в течение 10-45 ч. При t= 45-50°С – для молочных и 65-70°С – для остальных видов шоколада. Коншированию подвергаются шоколадные массы, предназначенные только для десертного шоколада.

Цель конширования:

– максимально измельчить твердые частицы сахара и к. тертого;

– снизить влажность шоколадной массы до 0,5-1,0%;

– снизить вязкость массы;

– формирование вкуса и аромата шоколада за счет протекания реакции меланоидинообразования, окисления дубильных веществ, удаления уксусной кислоты, насыщение шок. Массы воздухом.

Для конширования применяются вертикальные ротационные коншмашины (26) фирмы «Карле и Монтанери». «Сухое» конширование шок. Масс не прошедших разводку, а поступающих с вальцевания в виде порошка без введения к. масла проводится в горизонтальных однокамерных коншмашинах фирмы «Фриссе» (до 40 ч). В результате интенсивнее протекают физико-химические процессы улучшающие качество шоколадных масс, а также снижается расход какао масла без увеличения вязкости шоколадных масс.

Показатели качества шоколадных масс:

· дисперсность: для десертных видов шоколада 98%, для обыкновенных 92%;

· вязкость, не более 14 Па×с;

· содержание какао масла 32-36%;

· влажность 0,5-1,0%;

· содержание соевого фосфатидного концентрата в количестве 0,3-0,4%, не влияющего на вкус шоколада.

 

Темперирование шоколадных масс. Формование шоколада. Жировое и сахарное «поседение» шоколада. Сроки и условия хранения шоколада

Темперирование – это постепенное охлаждение шоколадной массы до t=30-31°С, оптимальной для перехода метастабильных форм какао масла в стабильную b-форму, при непрерывном перемешивании массы. Применяют трех- или четырехзонные темперирующие машины марок Т-500, Т-700 фирмы «Нагема» (Германия), TAN-15 фирмы «Карле и Монтанери» (Италия). В первой зоне шоколадную массу с t=45-50°С быстро охлаждают до t=33-34°С при интенсивном перемешивании массы в тонком слое. Во второй зоне температуру медленно снижают до 30-31°С и в третьей зоне выдерживают при данной температуре в течение 30-40 мин. В оттемперированной шоколадной массе образуется максимальное количество центров кристаллизации устойчивой b-формы триглицеридов и сведены к минимуму полиморфные превращения в какао масле при хранении шоколада. В отформованном без темперирования шоколаде при хранении на поверхности образуется серый налет – жировое «поседение» шоколада. Оно является следствием превращения метастабильных форм какао масла в стабильную b-форму с выделением крупных кристаллов какао масла на поверхности и внутри плитки или заглазированной шоколадом конфеты. В изломе шоколад имеет зернистую структуру. Если на предприятии по какой – либо причине не могут сразу же формовать шоколадную массу, то ее необходимо направлять в рекристализатор (параллельно стоящая темперирующая машина), где шоколадную массу подогревают до t=40°С, выдерживают при данной температуре и снова направляют в темперирующую машину для повторного темперирования.

Шоколад формуют отливкой шоколадных масс. В металлические или силиконовые формы по 50, 75, 80, 100, 200 г на автоматах 315-Е-9, 317-Е-9 фирмы «Нагема»; 471, 273, 273 к фирмы «Винклер и Дюннебир»; 275, 600 фирмы «Карле и Монтанери» (27).

Предварительно формы подогреваются инфракрасным излучением до температуры на 1°С теплее, чем формуемая в них шоколадная масса, что обеспечивает нормальные условия для кристаллизации какао масла. Если формы будут холоднее, чем формуемая в них масса, то происходит быстрое ее охлаждение, способствующее появлению кристаллов метастабильных форм какао масла, приводящее к жировому «поседению» шоколада. Отлитую в формы массу обрабатывают на вибротранспортере для равномерного ее распределения по форме и удаления пузырьков воздуха. Далее формы охлаждаются в двухзонной охлаждающей камере (29) до t=8±2°С в первой зоне, при этом происходит кристаллизация какао масла и уменьшение его в объеме, что облегчает выборку шоколада из форм при повороте их на 180°. Во второй зоне акклиматизации, где температура близка к температуре цеха (около 15°С), создаются условия, предотвращающие сахарное «поседение» шоколада. При конденсации на охлажденных плитках влаги из воздуха растворяются частицы сахара, находящиеся в шок. Массе. Последующее испарение влаги приводит к выкристаллизовыванию сахара из растворов на поверхности шоколада в виде крупных кристаллов, имеющих вид серого налета. Поэтому температура поверхности выходящего их охлаждающей камеры шоколада должно быть выше на 1-2°С точки росы для воздуха цеха. Точка росы – это температура, при которой влага конденсируется из воздуха.

Заворачивают шоколад в конверт и бандеролью на заверточных машинах марок: V-460, EE-1, EE-3, HTR.

В упаковочном отделении температура воздуха должна быть 12-18ºС, φ=40-50%. В складских помещениях t=20ºС, φ=65-70%.

 

Условия и сроки хранения шоколада

j=75%, t=18±3°С. Шоколад без добавлений и завернутый хранится – 6 мес; с добавлениями и диабетический – 3 мес; белый – 1 мес.

 

Тест по теме

1. Часть какао бобов, из которой получаются какао продукты и шоколад.

а) росток;

б) какаовелла;

в) двухсемядольное ядро;

г) целые какао бобы.

2. Вещества, придающие горький вкус шоколаду.

а) белки и крахмал;

б) какао масло;

в) полифенолы и дубильные вещества;

г) антоцианы.

 

 

3. Температура застывания какао масла.

а) 20-22 ^оС;

б) 28-23 ^оС;

в) 33-36 ^оС;

г) 42-38 ^оС.

4. Размер частиц допустимый в шоколадной массе.

а) не более 5 мкм;

б) не более 10 мкм;

в) не более 12 мкм;

г) не более 16 мкм.

5. Форма триглицеридов сводящая к минимуму полиморфные превращения в какао масле при хранении шоколада.

а) g;

б) a;

в) b^';

г) b.