СПОСОБ ПРОМЫВКИ КАКАО-БОБОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА КАКАО-ПРОДУКТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ТАКИХ БОБОВ
COCOA-BEANS WASHING METHOD FOR IMPROVEMENT OF QUALITY OF COCOA-PRODUCTS MANUFACTURED FROM SUCH BEANS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится в основном к способам улучшения качества какао-бобов , а также полученных из них продуктов. Настоящее изобретение также относится к способам снижения уровней примесей, включающих, но не ограничивающихся этим, токсины, металлы или свободные жирные кислоты, в какао-бобах и полученных из них продуктах. Настоящее описание также направлено на композиции, содержащие какао-бобы или полученные из них продукты. Настоящее описание также направлено на системы для улучшения качества какао-бобов и полученных из них продуктов. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Мировой спрос на какао-продукты увеличивался на протяжении последних десятилетий, особенно для применения в шоколаде и шоколадных продуктах. Какао-бобы и/или их части можно использовать для получения целого ряда различных какао-продуктов, включающих, но не ограничивающихся этим: ядра какао-бобов, тертое какао, масло какао, жмых какао и/или порошок какао. Каждый из этих какао-продуктов может быть дополнительно очищен и/или смешан с другими ингредиентами для создания других какао-продуктов.
Качество какао-продукта зависит отчасти от качества какао-бобов, используемых для получения данного какао-продукта. Качество какао-бобов зависит от различных условий во время сбора урожая, процесса ферментации, процесса сушки ферментированных бобов, а также от условий транспортировки и хранения какао-бобов. Качество какао-бобов также может зависеть от сорта растения какао, от которого получены бобы, а также от того, где выращен этот сорт. Не во всех странах выращивается один и тот же сорт или тип растений какао, и эти сорта и типы могут различаться по их отличающимся особенностям создания вкуса. Даже какао-бобы, полученные от идентичных сортов растений какао, могут иметь различные характеристики при выращивании в разной окружающей среде или при изменении климата. Какао-бобы более низкого качества могут отличаться по различным параметрам, таким как (при)вкус, степень ферментации, уровни свободных жирных кислот, или по присутствию различных примесей в или на какао-бобах.
В какао-продуктах могут присутствовать различные примеси. Во время хранения на какао-бобах могут вырасти плесневые грибы, которые могут приводить к образованию микотоксинов, таких как афлатоксины и охратоксины. Хотя образование афлатоксинов в какао-продуктах может ингибироваться присутствием кофеина и теобромина, высокие концентрации этих микотоксинов в какао-продуктах, полученных из этих загрязненных бобов, могут быть вредными. В какао-бобах также могут присутствовать примеси некоторых металлов, таких как свинец, железо, алюминий и кремний.
В патенте США №5676993 Watterson с соавт. описывает способ улучшения вкуса какао, полученного из какао-бобов плохого или более низкого качества. Этот способ включает обжаривание комбинаций аминокислот и редуцирующих сахаров с маслом какао, тертым какао или ядрами какао-бобов, полученными из какао-бобов плохого качества.
В патенте США №4871562 Terauchi с соавт. описывает обработку какао-бобов или ядер какао-бобов щелочью для экстракции водорастворимой части какао-массы. Во всех примерах предложена щелочная обработка лишенных оболочки и/или дробленых какао-бобов (или ядер какао-бобов) или какао-массы. В описании этого патента описано добавление щелочи в количестве от примерно 1% по массе (масс.%) до примерно 2 масс.%, где количество менее 1 масс.% дает низкое количество водорастворимой части, а количество более 2 масс.% дает непрореагировавшую щелочь в какао-массе, которая может быть перенесена в водорастворимую часть.
2
3
В патенте США №4704292 Kattenberg описывает способ получения какао с цветовой координатой L 16 или менее и содержанием простых полигидроксифенолов по меньшей мере примерно 0,25 масс.%. Данный способ включает смачивание цельных, лишенных оболочки какао-бобов или грубой фракции ядер какао-бобов с горячей концентрированной щелочной жидкостью для обработки, где жидкость для обработки имеет концентрацию, эквивалентную по меньшей мере примерно 20 масс.% KСО.
В патентной публикации США №2002/0034579 Biehl с соавт. описывает двухстадийный способ производства какао со слабым вкусом из неферментированных какао-бобов. На первой стадии какао-бобы обрабатывают водной средой при повышенной температуре и/или в присутствии кислот для разрушения субклеточных структур и ингибирования ферментов, которые продуцируют ароматические предшественники. На второй стадии какао-бобы обрабатывают окислительной средой для окисления полигидроксифенолов. После этих обработок какао-бобы сушат, удаляют оболочку и затем традиционно перерабатывают в какао-продукты.
В международной патентной публикации № WO 97/33484 Arnold с соавт. описывает способ уменьшения кислотности ферментированных какао-бобов. Данный способ включает частичное удаление оболочки из ферментированных какао-бобов и затем сушку бобов. Какао-бобы частично подвергаются удалению оболочки, где оболочка частично удаляется, вскрывается или разламывается. Удаление оболочки можно осуществлять химическим способом, таким как очистка раствором щелочи, или механическим способом, таким как удаление вручную или автоматизированное соскабливание, надрезание, раскалывание, дробление и/или просеивание. Процесс сушки осуществляют при температуре окружающей среды от 15°С до 35°С. Данный способ дополнительно включает возможную стадию промывки бобов перед удалением оболочки для устранения избытка слизи из ферментированных бобов.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Современный коммерческий спрос требует от изготовителя какао-продуктов производства высококачественных какао-продуктов. Поэтому все еще сохраняется потребность в способах, которые улучшают качество какао-бобов.
В одном воплощении способ удаления примесей из какао-бобов, уменьшения свободных жирных кислот в масле какао из указанных какао-бобов или их комбинация включает приведение какао-бобов в контакт с раствором для предварительной промывки; извлечение какао-бобов из раствора для предварительной промывки; и переработку предварительно промытых какао-бобов в тертое какао, где тертое какао, полученное из предварительно промытого какао, имеет уменьшенное количество металлов, уменьшенное количество микотоксинов, уменьшенное количество свободных жирных кислот или любую их комбинацию по сравнению с тертым какао, полученным из какао-бобов, не приведенных в контакт с раствором для предварительной промывки. Данный способ может дополнительно включать одно или более чем одно из следующих действий: обжаривание предварительно промытых какао-бобов; удаление оболочки из предварительно промытых какао-бобов, посредством этого получение ядер какао-бобов; измельчение ядер какао-бобов до тертого какао; удаление более темных или черных какао-бобов из указанных какао-бобов; ополаскивание предварительно промытых какао-бобов; сушку предварительно промытых какао-бобов или любые их комбинации.
В другом воплощении система для получения какао-содержащей композиции включает какао-бобы; раствор для предварительной промывки; средство для приведения какао-бобов в контакт с раствором для предварительной промывки и промытые какао-бобы. Данная система может дополнительно включать одно или более чем одно из следующего: аппарат для удаления оболочек из промытых какао-бобов; дробилку для измельчения ядер какао-бобов; тертое какао, где масло какао, полученное из тертого какао промытых какао-бобов, имеет меньшее содержание свободных жирных кислот, чем масло какао, полученное из какао-бобов, не приведенных в контакт с раствором для предварительной промывки; содержание Fe, Al и/или Si в тертом какао меньше, чем в тертом какао, полученном из какао-бобов, не приведенных в контакт с раствором для предварительной промывки; нагревательный элемент для поддержания температуры раствора для предварительной промывки в диапазоне от 15°С до 90°С; устройство для удаления более темных или черных какао-бобов из указанных какао-бобов; и любые их комбинации.
В данном описании предложены способы промывки сырых какао-бобов для улучшения качества какао-продуктов, полученных из этих бобов. В одном воплощении способы включают промывку интактных какао-бобов в щелочи, типично при температурах менее 75°С и при рН 9-12, что неожиданно приводит к значительному улучшению качества бобов.
В другом воплощении описаны способы уменьшения содержания свободных жирных кислот в какао-продукте. Один способ включает промывку какао-бобов, как описано в данной заявке. Другой способ влючает сортировку какао-бобов по цвету с целью удаления более темных или черных какао-бобов. Поскольку черные или более темные какао-бобы могут содержать более высокое процентное содержание свободных жирных кислот, отделение или отбраковка этих более темных или черных какао-бобов от остальных бобов будет давать продукт с меньшим содержанием свободных жирных кислот.
Другое воплощение включает просеивание какао-бобов для удаления мелких частиц, поскольку мелкие частицы могут иметь более высокое содержание свободных жирных кислот, чем какао-бобы. Способ просеивания можно осуществлять в комбинации с промывкой какао-бобов и/или с сортировкой какао-бобов по цвету. В еще одном дополнительном воплощении способ улучшения качества какао-бобов включает промывку какао-бобов, как описано в данной заявке, в комбинации с сортировкой какао-бобов по цвету.
Предложен способ улучшения качества какао-бобов. Данный способ включает: приведение какао-бобов в контакт с раствором для предварительной промывки и переработку предварительно промытых какао-бобов в тертое какао. Согласно одному неограничивающему воплощению раствор для предварительной промывки содержит от 0 масс.% до 20 масс.% или от 1 масс.% до 10 масс.% щелочи. Согласно некоторым воплощениям раствор для предварительной промывки имеет рН от 8 до 12,5 и/или температуру от 15°С до 90°С. В еще одном воплощении раствор для предварительной промывки имеет температуру от 15°С до 90°С, от 20°С до 90°С, от 30°С до 90°С или от 50°С до 70°С. Согласно другому неограничивающему воплощению какао-бобы находятся в контакте с раствором для предварительной промывки в течение менее чем тридцати минут или менее чем 10 минут. В другом неограничивающем воплощении приведение какао-бобов в контакт с раствором для предварительной промывки дает тертое какао, имеющее уменьшенное количество металлов, уменьшенное количество микотоксинов, уменьшенное количество свободных жирных кислот или их любые комбинации по сравнению с тертым какао, полученным без приведения в контакт с раствором для предварительной промывки. В другом воплощении полученное тертое какао имеет рН менее 6, и в другом воплощении полученное тертое какао имеет рН от 4 до 6. В дополнительном воплощении предварительно промытые какао-бобы ополаскивают. В другом воплощении предварительно промытые какао-бобы сушат, например, до содержания влаги менее 12% воды или менее 8% воды. В одном неограничивающем воплощении раствором для предварительной промывки является вода, которая может иметь температуру от 50°С до 70°С.
В некоторых неограничивающих воплощениях переработка предварительно промытых какао-бобов в тертое какао включает: удаление оболочки из какао-бобов, посредством этого получение ядер какао-бобов; и измельчение ядер какао-бобов до тертого какао. Тертое какао может дополнительно перерабатываться в масло какао и/или в порошок какао. Согласно некоторым неограничивающим воплощениям содержание влаги в ядрах какао-бобов составляет менее 8% воды. В дополнительных воплощениях масло какао, выделенное из тертого какао, имеет содержание свободных жирных кислот менее 1,75%.
2
3
3
Также предложена система для получения какаосодержащей композиции, включающая: контейнер, содержащий интактные какао-бобы; раствор для предварительной промывки и средство для приведения интактных какао-бобов в контакт с раствором для предварительной промывки. Согласно одному воплощению средство для приведения интактных какао-бобов в контакт с раствором для предварительной промывки включает резервуар, содержащий раствор для предварительной промывки. Раствор для предварительной промывки может содержать от 0 масс.% до 20 масс.% щелочи или от 1 масс.% до 10 масс.% щелочи и может иметь рН от 8 до 12,5. В некоторых неограничивающих воплощениях щелочь включает КСО, КНСО, поташ или любые их комбинации.
В другом воплощении система может дополнительно включать аппарат для сортировки черных или темных какао-бобов от более светлых или коричневых какао-бобов. Системы по настоящему изобретению могут дополнительно включать аппарат для просеивания какао-бобов, так что мелкие частицы могут быть удалены из какао-бобов.
Данная система может дополнительно включать: аппарат для удаления оболочки из интактных какао-бобов; дробилку для измельчения ядер какао-бобов; пресс для разделения масла какао и порошка какао и/или тертого какао, где масло какао, выделенное из указанного тертого какао, имеет содержание свободных жирных кислот менее 1,75%; содержание Fe, Al и/или Si в указанном тертом какао меньше, чем в тертом какао, полученном из какао-бобов, не приведенных в контакт с раствором для предварительной промывки; или их комбинацию. Данная система может дополнительно включать нагревательный элемент для поддержания температуры раствора для предварительной промывки в диапазоне от 15°С до 90°С, от 20°С до 90°С, от 30°С до 90°С или от 50°С до 70°С.
В еще одном другом неограничивающем воплощении предложен пищевой продукт, содержащий какао-продукт, полученный согласно способу улучшения качества какао-бобов, включающему: приведение интактных какао-бобов в контакт с раствором для предварительной промывки; и переработку предварительно промытых какао-бобов в тертое какао, как описано в данной заявке. Неограничивающие примеры пищевых продуктов включают, но не ограничиваются этим, шоколад, темный шоколад, молочный шоколад, полусладкий шоколад, кулинарный шоколад, трюфели, шоколадные батончики, ароматизирующий сироп, кондитерскую глазурь, напитки, молоко, мороженое, соевое молоко, торты, печенье, пироги, диетические батончики, твердые пищевые продукты, являющиеся заменителями муки, и напитки, энергетические батончики, шоколадные чипсы, йогурт, пудинг, мусс и моле.
В другом неограничивающем примере предложено масло какао, содержащее менее 1,75% свободных жирных кислот.Также предложено тертое какао, имеющее содержание железа 50 мг/кг или менее, содержание алюминия 20 (мг/кг) или менее, содержание кремния 0,02 масс.% или менее, или любые их комбинации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Характеристики и преимущества настоящего описания можно лучше понять посредством ссылки на сопровождающие графические материалы.
2
3
На Фиг.1 представлен график, показывающий присутствие процианидина В2 в порошке какао, как определено высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ), где какао-бобы обрабатывали 0 масс.% - 10 масс.% КСО.
2
3
На Фиг.2 представлен график, показывающий присутствие процианидина В5 в порошке какао, как определено ВЭЖХ, где какао-бобы обрабатывали 0 масс.% - 10 масс.% КСО.
2
3
На Фиг.3 представлен график, показывающий присутствие процианидина С1 в порошке какао, как определено ВЭЖХ, где какао-бобы обрабатывали 0 масс.% - 10 масс.% КСО.
2
3
На Фиг.4 представлен график, показывающий присутствие процианидина D1 в порошке какао, как определено ВЭЖХ, где какао-бобы обрабатывали 0 масс.% - 10 масс.% КСО.
На Фиг.5А-5Е представлены графики, показывающие относительные
2
3
2
3
2
3
2
3
уровни ароматических соединений в тертом какао. На Фиг.5А показаны данные для какао-бобов, обработанных 0 масс.% КСО. На Фиг.5Б показаны данные для какао-бобов, обработанных 1 масс.% КСО. На Фиг.5В показаны данные для какао-бобов, обработанных 5 масс.% КСО. На Фиг.5Г показаны данные для какао-бобов, обработанных 10 масс.% КСО. На Фиг.5Д показаны данные для контрольного N-тертого какао CS-1. На Фиг.5Е показаны данные для 1С-1 (10 масс.%Н20).
На Фиг.6А-6В представлены графики, показывающие относительные уровни ароматических соединений в тертом какао для испытаний в увеличенном масштабе. На Фиг.6А показаны данные для Испытания 1. На Фиг.6Б показаны данные для Испытания 2. На Фиг.6 В показаны данные для Испытания 3. На Фиг.7 представлен график, на котором сравниваются изменения свойств стабильности при нагревании и старении традиционного окрашенного препарата и двух окрашенных препаратов согласно описанным в данной заявке воплощениям.
На Фиг.7А представлена схематическая блок-схема первой системы для обработки какао-бобов согласно одному неограничивающему воплощению предложенных в данной заявке способов. На Фиг.7Б представлена схема в поперечном разрезе другого неограничивающего воплощения системы для обработки какао-бобов, как описано в данной заявке.
СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящей заявке, включая формулу изобретения, в отличие от рабочих примеров или где указано иное, все числа, выражающие количества или характеристики, во всех случаях следует понимать как модифицированные термином "примерно". Соответственно, если не указано иное, любые числовые параметры, изложенные в нижеследующем описании, могут варьироваться в зависимости от желательных свойств, которые пытаются получить в композициях и способах согласно настоящему описанию. Самое меньшее и не как попытка ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый числовой параметр, описанный в настоящем описании, должен по меньшей мере истолковываться в свете числа сообщенных значимых цифр и путем применения обычных методов округления.
Как использовано в данной заявке и если не указано иное, единственное число относится к одному или более чем одному.
Любой патент, публикация или другой материал в описании, целиком или частично, о котором говорится, что он включен в данную заявку посредством ссылки, включен в данную заявку лишь в той степени, в которой включенный материал не противоречит существующим определениям, утверждениям или другим описанным материалам, изложенным в данном описании. Как таковое и в необходимой степени описание изобретения, как оно изложено в данной заявке, вытесняет любой противоречащий материал, включенный в данную заявку посредством ссылки. Любой материал или его часть, о котором говорится, что он включен в данную заявку посредством ссылки, но который противоречит существующим определениям, утверждениям или другим описанным материалам, изложенным в данной заявке, включен только в той степени, в которой он не противоречит существующему описанию.
Как использовано в данной заявке, "какао" включает какао-бобы, их части или продукты, полученные из какао-бобов, такие как, без ограничения, ядра какао-бобов (натуральные, сырые, высушенные, обжаренные, неферментированные и/или обработанные щелочью), оболочки, бобы с неудаленной оболочкой, интактные бобы, зародыши, семядоли, порошок какао, масло какао, частицы какао и/или любой другой продукт обработки какао-бобов. Какао может быть дополнительно обработано с получением, включая, без ограничения, тертого какао, масла какао, порошка какао и/или шоколада. Как использовано в данной заявке, "какао-бобы" включают целые какао-бобы, интактные какао-бобы, ядра какао-бобов (натуральные, сырые, высушенные, обжаренные, неферментированные и/или обработанные щелочью), оболочки, зародыши, семядоли или их комбинации, обжаренные или необжаренные. Иногда термин "бобы" может использоваться для обозначения "какао-бобов". "Интактные какао-бобы" включают какао-бобы, у которых оболочка не была частично или полностью удалена посредством способа удаления оболочки. Как использовано в данной заявке, "сырые какао-бобы" включают какао-бобы, которые были собраны и ферментированы, но не обжарены.
Как использовано в данной заявке, "тертое какао" включает тертый шоколад и включает смесь порошка какао и масло какао, которую получают в результате измельчения какао-бобов или их частей.
Как использовано в данной заявке, "какао-продукт" и родственные термины включают композицию, содержащую одно или более чем одно из следующего, без ограничения: измельченные какао-бобы, тертое какао, масло какао, порошок какао, смеси, глазури из смесей и/или любые другие продукты, включая продукт переработки какао-бобов.
Как использовано в данной заявке, "плохие какао-бобы" и "какао-бобы плохого качества" включают какао-бобы, которые, как считается, имеют менее желательные качества с коммерческой точки зрения и/или точки зрения потребителя. Какао-бобы часто описывают в показателях их качества, где типичные критерии включают, без ограничения: уровень ферментации; количество дефектов; количество расколотых бобов; количество бобов (количество на 100 г); вкус; цвет; содержание жира; качество жира; содержание оболочки; содержание влаги; однородность; содержание металлов; присутствие токсинов и заражение насекомыми и/или грызунами. Масло какао должно иметь низкое содержание свободных жирных кислот и демонстрировать специфические характеристики плавления и отверждения.
Неограничивающим примером плохих какао-бобов могут быть какао-бобы, которые дают масло какао с высоким содержанием свободных жирных кислот и неспецифическими характеристиками плавления и отверждения. Например, и без ограничения, масло какао должно иметь содержание свободных жирных кислот ("FFA") менее 1,75%. Поэтому плохие какао-бобы в одном случае могут быть определены как имеющие "высокое" содержание FFA по меньшей мере 1,75% в масле какао, полученном из этих бобов. В коммерческой практике "плохие какао-бобы" идентифицируют также субъективно посредством способа, известного в данной области.
Например, и без ограничения, критерий вкуса в обычной коммерческой практике часто определяется группой экспертов, которые ранжируют партию, стараясь идентифицировать привкусы. Эта оценка является многофакторной, основывающейся на типе бобов и их обработке, а также на привкусах, включающих, но не ограничивающихся этим, привкусы плесени, которые могут происходить от плесневых грибов; придымленные привкусы, которые могут возникать во время сушки; кислые привкусы из-за избыточной кислоты, образующейся во время ферментации или неправильной сушки; или привкусы, которые могут быть вызваны также близостью другого продукта с сильным запахом во время хранения и транспортировки.
В другом неограничивающем примере критерий содержания оболочки зависит от типа бобов, где азиатские бобы типично имеют большее содержание оболочки, чем африканские бобы. Поэтому "плохие какао-бобы" могут быть определены посредством оценки экспертов, и во многих случаях отрицательные качества этих плохих какао-бобов могут быть скорректированы описанными в данной заявке способами.
Некоторыми важными факторами при создании вкуса какао являются сорт какао-бобов; ферментация и сушка; подщелачивание; обжаривание и любые их комбинации. Что касается сорта какао-бобов, то различные сорта могут иметь различные особенности создания вкуса. Например, сорт Форастеро имеет значительную устойчивость к заболеваниям и вредителям, но вкус Форастеро ниже ценится производителями шоколада. Криолло имеет светлый цвет с мягким, ореховым вкусом. Какао Форастеро темно-коричневое, с сильным вкусом, слегка горькое и имеет более высокое содержание жиров. Для объединения вкуса сортов Криолло с устойчивостью Форастеро культивировали новые гибриды, включая сорта Тринитарио. Условия выращивания, такие как климат, количество и время солнечного света и осадков, почвенные условия, созревание, время сбора урожая и время между сбором урожая и ферментацией бобов - все способствует созданию вкуса. Отличающиеся условия могут приводить к значительно различающимся профилям вкуса. Хорошим примером является различие профиля вкуса между какао, полученным из бобов, выращенных в Гане и Сабахе. Несмотря на то, что сорт, культивируемый в Сабахе, был изначально импортирован из Ганы, их вкусы совершенно разные.
Что касается ферментации и сушки, то переработка какао-бобов может влиять на качество бобов. Во время ферментации ферментативные реакции играют принципиальную роль в образовании предшественников вкуса какао. Химические процессы, вовлеченные в ферментацию, являются сложными и не совсем понятными. Способ сушки также может влиять на вкус.Например, для сушки ферментированных бобов в Азии обычно используют сушилки с обогревом горячим воздухом, и они могут приводить к получению какао-продуктов с более высокими уровнями остаточной кислотности и/или более высоким содержанием свободных жирных кислот, что оказывает отрицательный эффект на вкус.
-1
-1
-1
Термин "высокие уровни", как использовано в данной заявке в отношении "плохого качества" или "плохих какао-бобов", относится к уровням плохого качества, которые приводят к получению какао-продукта, который не соответствует спецификации, например, и без ограничения, как изложено в любых подходящих нормативных документах для пищевой промышленности или руководствах по качеству пищевых продуктов, и/или в свете принятых коммерческих стандартов, предпочтений, практик или торговых обычаев. Например, и без ограничения, согласно определенным нормам масло какао считается соответствующим спецификации, если содержание свободных жирных кислот составляет менее чем 1,75%. Поэтому плохими какао-бобами будут какао-бобы, которые продуцируют масло какао с содержанием свободных жирных кислот более 1,75%. Неограничивающим примером высоких уровней содержания свободных жирных кислот в плохих какао-бобах является среднее значение 4,2% в масле какао, полученном из этих бобов. В другом неограничивающем примере порошок какао считается соответствующим спецификации, опубликованной Европейским Союзом, если уровень охратоксина типа А составляет менее 2,0 мкг/кг (или 2,0 млрд) (только для детского питания). Поэтому высокими уровнями охратоксина типа А в плохих какао-бобах будет уровень, который приводит к получению какао-продукта с уровнем охратоксина типа А более 2,0 мкг/кг. В другом неограничивающем примере пищевой продукт считается соответствующим спецификации (или имеющим содержание ниже предельно допустимой концентрации), опубликованной Управлением США по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств, если уровни афлатоксина в продукте составляют менее 20 млрд. Поэтому высокими уровнями афлатоксина в плохих какао-бобах будут уровни, которые приводят к получению какао-продуктов, имеющих уровень афлатоксина более 4 млрд. (ЕС).
Как использовано в данной заявке, "содержание свободных жирных кислот" или "FFA" какао-продукта ссылается на количество олеиновой кислоты в какао-продукте согласно принятой в коммерции практике. Типично FFA выражают в виде % олеиновой кислоты и определяют путем измерения количества основания, необходимого для нейтрализации олеиновой кислоты. FFA можно измерять многочисленными способами. Например, и без ограничения, способ титрования включает определение количества основания, необходимого для титрования какао-продукта, содержащего олеиновую кислоту относительно рН-индикаторного соединения. В другом неограничивающем примере NIR способ включает измерение спектра поглощения соединения в ближней инфракрасной области и определение того, присутствует ли характерный спектр поглощения олеиновой кислоты. Как использовано в данной заявке, "содержание жиров" или "% жиров" в какао-продукте относится к процентному количеству по массе жиров и других компонентов, экстрагируемых петролейным эфиром из какао-продукта.
Другие неограничивающие примеры плохих какао-бобов включают какао-бобы с неприемлемо высокими уровнями примесей. Примеси включают различные химические вещества и частицы, которые могут присутствовать в какао-бобах. Хотя количество некоторых примесей может быть вредным для здоровья человека, количество других примесей является нежелательным из-за их эффекта на такие характеристики какао-продукта, как вкус или цвет. Например, и без ограничения, примеси включают металлы, пестициды, песок, микотоксины и любые их комбинации.
В какао-продуктах могут присутствовать различные металлы. Присутствие ионного железа является характерной особенностью какао, принимая во внимание условия выращивания, условия после сбора урожая и производственные условия. Например, и без ограничения, уровень мелких частиц металлического железа может контролироваться руководством по надлежащей производственной практике, применением мощных магнитов для удаления частиц железа из какао-продуктов и/или предварительной промывкой какао-бобов перед переработкой. Следовые уровни тяжелых металлов, часто обнаруживаемые в почве, могут быть обнаружены в какао, что верно для большинства сельскохозяйственных культур. Поскольку какао-бобы из стран происхождения обычно контактируют с почвой, известно, что удаление оболочки до уровней, определенных в регулирующих стандартах, помогает ограничивать уровни этих встречающихся в природе металлов. В одном неограничивающем примере плохие какао-бобы могут иметь высокие уровни кремния (песок), свинца и/или алюминия.
1
1
Деревья какао и их плоды подвержены атаке микроорганизмов и насекомых. Для борьбы с этими вредителями можно наносить фунгициды, инсектициды и пестициды, но преимущественно на плоды дерева какао, а не на сами бобы. Однако для какао-бобов были опубликованы предельно допустимые концентрации (например) Управлением США по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств. Например, инсектицид линдан имеет предельно допустимую концентрацию для сырых какао-бобов 0,5 млн', и инсектициды DDT, DDE и TDE (отдельно или в комбинации) имеют предельно допустимую концентрацию 1,0 млн". С 1 сентября 2008 г. ЕС имеет ограничения по пестицидам, фумигантам и гербицидам (более 400 компонентов). В одном неограничивающем примере плохие какао-бобы предварительно промывают для снижения высоких уровней пестицидов и инсектицидов, присутствующих на или в какао-бобах.
Иногда на какао-бобах наблюдается рост плесневых грибов. Некоторые из этих плесневых грибов могут продуцировать микотоксины. Это может происходить на фермах во время выращивания, сбора урожая, созревания, ферментации и сушки. Таким образом, на какао-бобах могут присутствовать микотоксины, подобные афлатоксинам и охратоксину А. Во время производства из порошка какао невозможно удалить каждую примесь. Регулирующие органы признали это. Например, и без ограничения, уровни микотоксинов в какао-бобах можно контролировать посредством тщательного отбора какао-бобов, обработки сырья, надлежащей практики организации производства и/или предварительной промывки какао-бобов. В различных других воплощениях описанные композиции можно использовать в приложениях с магнитной жидкостью. В одном воплощении описанные композиции можно использовать для стабилизации магнитных частиц в растворителе-основе, включающем, но не ограничивающимся этим, смесь базового масла и сложноэфирного соединения. Улучшенные свойства увлажнения и диспергирования описанных композиций приводят к уменьшенной агломерации суспендированных частиц в магнитных жидкостях без вредного влияния на вязкость данной жидкости.
В данной заявке описаны способы улучшения качества какао-продуктов и продуктов, полученных на основе этих способов. Например, и без ограничения, данный способ улучшает качество какао-продуктов, полученных из плохих какао-бобов. В другом неограничивающем примере данный способ улучшает плохое качество какао-продукта.
3
3
Как использовано в данной заявке, "щелочь" и родственные термины включают щелочной реактив. Неограничивающие примеры щелочей включают, но не ограничиваются этим, гидроксиды натрия, калия, аммония или магния карбонаты и любые их комбинации. Например, и без ограничения, щелочь представляет собой поташ или 1<2СО, КНСО или их смеси. "Щелочной" относится к рН более 7. Как использовано в данной заявке, "щелочной раствор" включает щелочь и растворитель. Неограничивающие примеры растворителей включают, но не ограничиваются этим, воду, такую как деминерализованная вода или водопроводная вода. Как использовано в данной заявке, щелочные растворы могут быть различных концентраций. Например, и без ограничения, щелочной раствор содержит от 0,5 масс.% до 20 масс.% щелочи, включая любые приращения между этими значениями, например 1 масс.%, 2 масс.%, 5 масс.%, 10 масс.% и 15 масс.% В другом воплощении щелочной раствор содержит диапазон от 1 до 5 масс.%. Для целей настоящего изобретения щелочная обработка не включает обработку щелочью, достаточную для того, чтобы вызвать удаление оболочки из интактных какао-бобов, как в случае очистки раствором щелочи. Таким образом, описанные в данной заявке щелочные обработки могут быть охарактеризованы как "неочищающие щелочные обработки" и тому подобные термины и фразы, которые исключают щелочные обработки с достаточным рН, длительностью и температурой для осуществления очистки (удаления оболочки) обработанных таким способом какао-бобов. Поэтому диапазоны для способов промывки включают, без ограничения, рН 9-12,5, рН 10-11,5, например, и без ограничения, рН=9; 9,5; 10; 10,5; 11; 11,5 и 12 и приращения между ними. Температурные диапазоны для обработок щелочью без очистки включают, без ограничения, от 15°С до 90°С, например от 25°С (комнатная температура) до 75°С, включая 15°С, 20°С, 25°С, 30°С, 35°С, 40°С, 45°С, 50°С, 55°С, 60°С, 65°С, 70°С, 75°С, 80°С, 85°С и 90°С и приращения между ними.
Как использовано в данной заявке, "предварительная промывка" и подобные термины включают приведение сырых и/или ферментированных, интактных какао-бобов в контакт с раствором. Термин "раствор для предварительной промывки" включает раствор, который используется во время процесса предварительной промывки какао-бобов. Термин "предварительно промытые какао-бобы" включает какао-бобы, которые промываются или были предварительно промыты и высушены до начала процесса дробления и просеивания бобов.
2
3
2
3
Предварительную промывку можно проводить в диапазоне реакционных условий. Стадия предварительной промывки включает различные растворы для предварительной промывки. Например, и без ограничения, раствор для предварительной промывки представляет собой водный (водосодержащий) раствор. Неограничивающие примеры водных растворов включают, но не ограничиваются этим, воду, такую как деминерализованная вода или водопроводная вода, или щелочные растворы, такие как 1 масс.% КСО или 10 масс.% КСО. Предварительную промывку можно проводить при различных температурах. Неограничивающий диапазон температуры для предварительной промывки составляет от 15°С до 75°С, включая любые приращения между ними, например, 20°С, 25°С, 30°С, 35°С, 40°С, 45°С, 50°С, 55°С, 60°С, 65°С и 70°С. Предварительную промывку можно проводить в течение различных промежутков времени. В одном неограничивающем воплощении предварительную промывку проводят в течение менее чем одного часа или менее получаса. В еще одном другом неограничивающем воплощении предварительную промывку проводят в течение пяти минут.
Как использовано в данной заявке, термин "ополаскивание" и подобные термины включают приведение предварительно промытых какао-бобов в контакт с раствором. Термин "ополаскивающий раствор" включает раствор, который используют во время процесса ополаскивания. Неограничивающие примеры ополаскивающих растворов включают, без ограничения, водные растворы, такие как деминерализованная вода или водопроводная вода. Ополаскивание можно проводить в различных условиях. Неограничивающий диапазон температуры для ополаскивания составляет от 15°С до 75°С, включая любые приращения между ними, например, 20°С, 25°С, 30°С, 35°С, 40°С, 45°С, 50°С, 55°С, 60°С, 65°С и 70°С. Ополаскивание можно проводить в течение различных промежутков времени. В одном неограничивающем воплощении ополаскивание проводят в течение менее чем одного часа или менее чем получаса. В еще одном другом неограничивающем воплощении ополаскивание проводят в течение пяти минут.
2
3
2
3
Во время обработки какао-бобов ополаскивание является необязательным. Например, и без ограничения, какао-бобы предварительно промывают в 1 масс.% КСО в течение менее чем одного часа и ополаскивают в воде в течение менее чем одного часа. В другом неограничивающем примере какао-бобы предварительно промывают в воде в течение менее чем одного часа и не ополаскивают.В еще одном другом неограничивающем примере какао-бобы предварительно промывают в 1 масс.% КСО в течение менее чем одного часа и не ополаскивают.
В другом неограничивающем воплощении предварительно промытые какао-бобы сушат. Например, и без ограничения, какао-бобы сушат для того, чтобы иметь содержание влаги менее 10 масс.% воды.
Процианидины принадлежат к широкому классу полифенолов, включая, но не ограничиваясь этим, полимерные и олигомерные полифенолы. Процианидин В2 представляет собой димер с формулой эпикатехин-(4β→8)-эпикатехин. Процианидин В5 представляет собой димер с формулой эпикатехин-(4β→6)-эпикатехин. Процианидин С1 представляет собой тример с формулой эпикатехин-(4β→8)-эпикатехин-(4β→8)-эпикатехин. Процианидин D1 представляет собой тетрамер с формулой эпикатехин-(4β→8)-эпикатехин-(4β→8)-эпикатехин-(4β→8)-эпикатехин.
Как использовано в данной заявке, "система" включает устройство или комбинацию устройств, с помощью которых достигается конкретная цель. Неограничивающим примером системы является технологическая или производственная линия, включающая компоненты, необходимые для проведения желательного процесса.
В данной заявке описаны системы для получения какао-продуктов из какао-бобов. Устройство является "встроенным в систему", если оно является частью технологической линии и в технологической линии находится до или после других элементов технологической линии или системы. Устройства, встроенные в систему, соответствующим образом соединены в пределах данной системы каналом, который может представлять собой, без ограничения, патрубок, трубу, желоб, конвейер, ленту, корзины, пневматические устройства или любое другое средство и/или механизм, посредством которого композицию или изделие производителя переносят от устройства к устройству в технологической линии.
На Фиг.7А представлена схематическая диаграмма одного неограничивающего воплощения системы 10 для производства какао-продукта. Система 10 содержит контейнер 20, в котором интактные какао-бобы обрабатываются щелочным раствором для предварительной промывки.
Показана подача какао-бобов 25, которая представляет собой любой подходящий канал для подачи какао-бобов в контейнер 20, включая патрубки, трубы, конвейеры или даже отверстие или впускное отверстие в контейнер 20, через которое можно подавать какао-бобы. Показан резервуар 30, имеющий нагревательный элемент 32, который возможно может быть нагревателем с рубашкой, и содержащий раствор для предварительной промывки 34. Подающее устройство 35 представляет собой жидкостной трубопровод, такой как патрубок, труба, желоб, слив или отверстие между резервуаром 30 и контейнером 20. При необходимости подающее устройство 35 может содержать встроенный клапан (не показан), такой как электромагнитный клапан, для управления потоком раствора для предварительной промывки 34 в контейнер 30. В связи с контейнером 20 может применяться средство для перемешивания, такое как крыльчатка, встряхиватель или роллеры (не показано) с целью смешивания бобов и раствора для предварительной промывки 34. Предложено выводящее устройство 40, посредством которого бобы удаляются из контейнера 20, которое может включать патрубки, трубы, конвейеры или даже отверстие или выпускное отверстие из контейнера 20, через которое можно удалять какао-бобы.
Как может быть понятно средним специалистам в данной области, размер, форма и физические взаимосвязи между элементами системы 10, изображенной на Фиг.7А, могут значительно варьировать, в зависимости от выбора конструкции. В одном неограничивающем воплощении система, изображенная на Фиг.7А, схематически показана на Фиг.7Б, контейнер представляет собой перфорированный ящик 120 для содержания какао-бобов, которую вставляют "А" в резервуар 130 ниже поверхности раствора для предварительной промывки 134 с целью погружения какао-бобов в перфорированном ящике 120 в раствор для предварительной промывки 134 в течение желательного периода времени. Затем перфорированный ящик 120 удаляют "В" из резервуара 130 для ополаскивания и/или сушки какао-бобов.
Со ссылкой на описанные в данной заявке системы и способы термин "подача" включает акт передачи вещества, изделия, композиции, соединения, продукта и т.д. в или из элемента системы, такого как контейнер, сосуд, ящик, резервуар и т.д., и может осуществляться любым способом, включая передачу посредством патрубков, труб, конвейеров, лент, машин, сливов, желобов или вручную. Аналогично, термин "подающее устройство" может включать физическую конструкцию, посредством которой вещество, изделие, композиция, соединение, продукт и т.д. можно переносить в или из элемента системы, такого как контейнер, сосуд, ящик, резервуар и т.д., и может включать патрубки, трубы, конвейеры, ленты, машины, сливы, желоба или средства доставки вручную, такие как лопаты, тачки и т.д.
Система может быть оснащена одним или более чем одним устройством для дальнейшей переработки предварительно промытых какао-бобов. Одно или более чем одно устройство может быть введено после системы, содержащей раствор для предварительной промывки, где устройства соединены подходящим способом посредством канала в пределах данной системы, который может представлять собой, без ограничения, патрубок, трубу, желоб, конвейер, ленту, корзины, пневматические устройства или любое другое средство и/или механизм, посредством которого композицию или изделие производителя переносят от устройства к устройству в технологической линии. Например, и без ограничения, устройство для удаления оболочки из интактных какао-бобов вводят в данную систему после выводящего устройства 40 на Фиг.7А. В еще одном неограничивающем примере одно или более чем одно устройство для получения тертого какао помещают после устройства, содержащего раствор для предварительной промывки. Примеры устройств для получения тертого какао включают, без ограничения, одно или более чем одно из веялки, дробилки, миксера, вальцов, конш-машины, пресса или охладителя.
Система может дополнительно включать устройство для сортировки более темных или черных какао-бобов от более светлых или коричневых какао-бобов. Система может дополнительно включать устройство для просеивания какао-бобов с целью удаления из какао-бобов мелких частиц.
Какао-продукты типично используют в пищевом продукте. Пищевой продукт может содержать один или более других компонентов, включая, без ограничения: молоко и/или сухое молоко, сахар(а), не имеющие пищевого значения подсластители, муку, корригенты, красители, модификаторы реологии, консервант(ы), витамин(ы), вспомогательное(ные) вещество(ва), нутрицевтик(и), препарат(ы) на основе трав, пищевой(ые) продукт(ы), орех(и), фрукт(ы), добавку(и), стабилизатор(ы), эмульгатор(ы), белок(ки), углевод(ы), масло(а) и любой(ые) другой(ие) ингредиент(ы). Примеры пищевых продуктов включают, но не ограничиваются этим, шоколад, темный шоколад, молочный шоколад, полусладкий шоколад, кулинарный шоколад, трюфели, шоколадные батончики, ароматизирующий сироп, кондитерскую глазурь, напитки, молоко, мороженое, смешанные напитки, фруктовые коктейли, соевое молоко, торты, печенье, пироги, диетические батончики, твердые пищевые продукты, являющиеся заменителями муки, и напитки, энергетические батончики, шоколадные чипсы, йогурт, пудинг, мусс и моле. Поэтому в данной заявке предложены пищевые продукты, такие как, без ограничения, продукты, описанные выше, полученные с описанным в данной заявке какао-продуктом.
ПРИМЕРЫ
Следующие типичные неограничивающие примеры приведены для дополнительного описания представленных в данной заявке воплощений. Средние специалисты в данной области понимают, что в пределах объема изобретения возможны вариации этих Примеров.
В данной заявке описаны примеры снижения различных типов примесей в какао-бобах, а также улучшения качества плохих какао-бобов. Во время переработки плодов какао в ферментированные какао-бобы в качестве сырья для какао-продуктов какао-бобы могут загрязняться, и качество может ухудшаться, в зависимости от того, как с ними обращались во время этого процесса сбора, ферментации и транспортировки. При помощи этого способа можно снизить различные типы примесей, включающих, но не ограничивающихся этим, микотоксины, включая альфатоксины и охратоксины; металлы, такие как железо, алюминий, кремний, песок и свинец; пестициды. Могут быть улучшены различные характеристики какао-продукта, такие как содержание свободных жирных кислот.
В этих способах предложен путь улучшения качества бобов путем промывки этих бобов либо водой, либо разбавленными растворами щелочи в диапазоне концентраций от 0 до 10 масс.% щелочи. Благодаря этим полезным эффектам можно использовать более широкий выбор сырых какао-бобов без ухудшения качества конечного продукта. Например, плохие какао-бобы типично приводили бы к получению плохих какао-продуктов, таких как порошок какао, тертое какао и/или масло какао плохого качества. Однако описанный в данной заявке способ позволил бы использовать более плохие какао-бобы, которые давали бы более высокое качество какао-продуктов, стимулируя экономное использование всех типов какао-бобов, доступных на рынке.
Пример 1. Получение сырых какао-бобов
Способы. Сырые какао-бобы предварительно промывали в растворе поташа и промывали деминерализованной водой. Концентрация раствора поташа варьировала от 0 масс.% до 10 масс.% Температура во время промывок составляла 70°С. После стадий промывок и ополаскивания какао-бобы обжаривали, удаляли с них оболочку и раскалывали с получением ядер какао-бобов. Ядра какао-бобов затем перерабатывали в различные какао-продукты, такие как тертое какао, масло какао и порошок какао. Эти какао-продукты также дополнительно анализировали, как описано в данной заявке.
Оборудование. Для стерилизации и получения предварительно промытых бобов использовали сушильную печь (Heraeus, тип: Т-5042) с циркулирующим воздухом. Для обжарки какао-бобов горячим сухим воздухом в закрытой камере при постоянном давлении воздуха и температуре использовали струйный ростер (обжарочный аппарат) (jet roaster) с прямым контактом (лабораторная сушилка с псевдоожиженным слоем/ростер). Поскольку большая часть тепла остается в нагревающей камере, была возможна сушка или обжарка продукта при температурах от 80°С до 120°С.
Образцы оболочки дополнительно измельчали до желательной тонкости в режущей мельнице Retch (тип ZMI) с использованием сита с ячейками 0,5 мм. Для первого измельчения обжаренных ядер какао-бобов использовали бытовую кофемолку. Для второго (тонкого) измельчения до тертого какао использовали лабораторную дробильную мельницу (Retch, тип RMO).
Сырье и реагенты. Использовали 100% бобов типа 1 из Кот-д'Ивуара со средним содержанием свободных жирных кислот 1,7%. Бобы забирали с грузового судна и использовали на фабрике для производства М-тертого какао. Растворы для предварительной промывки получали со следующими массовыми процентами (масс.%) в деминерализованной воде при 70°С: 0 масс.% (щелочь не добавляется, только деминерализованная вода); 1 масс.%; 5 масс.% и 10 масс.%
2
3
2
3
2
3
2
3
Условия реакции. Циклы реакции включали следующие стадии. Во-первых, какао-бобы предварительно промывали в две стадии. На первой стадии (или на стадии промывки) примерно 300 граммов какао-бобов промывали 600 граммами раствора для предварительной промывки в течение 5 минут. Растворы для предварительной промывки готовили в деминерализованной воде при следующих концентрациях: 0 масс.% КСО; 1 масс.% КСО; 5 масс.% КСО и 10 масс.% КСО. На второй стадии (или на стадии ополаскивания) какао-бобы промывали в течение 5 минут в 600 граммах 100%-ной деминерализованной воды. Средняя температура жидкостей во время этих стадий составляла 70°С. В Таблице 1 показан рН обоих растворов после этих двух стадий.
Таблица 1: рН обоих раствором просле промывки и ополаскивания какао-бобов
Растворы для предварительной промывки (масс.% К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>)
0%
1%
5%
10%
после первой стадии промывки К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>
5,43
10,26
10,91
11,23
после второй стадии ополаскивания чистой водой
5,63
9,07
10,13
10,37
Во-вторых, какао-бобы стерилизовали и сушили. После стадии предварительной промывки бобы хранили в чашке Петри, которую помещали в горячую печь при 80°С на 30 минут.
В-третьих, какао-бобы сушили в струйном ростере при температурах от 90°С до 120°С. Время и температура сушки зависели от происхождения бобов, а также от содержания влаги. Например, какао-бобы типа 1 из Кот-д'Ивуара имели содержание влаги после промывок 35-55 масс.%, время сушки составляло 30 мин, и температура составляла 120°С.
В-четвертых, у бобов удаляли оболочку с получением ядер какао-бобов. После сушки бобов, из сухих бобов можно было легко удалить оболочку, бобы с удаленной оболочкой раскалывали на меньшие частицы (ядра какао-бобов).
В-пятых, ядра какао-бобов подвергали обжариванию в струе воздуха. Ядра какао-бобов обжаривали в струйном ростере в течение 15 минут при 120°С. Во время обжарки бобов и ядер какао-бобов большая часть ароматизирующего соединения остается внутри продукта из-за низкой температуры обжаривания.
В-шестых, обжаренные ядра какао-бобов растирали в тертое какао. Обжаренные ядра какао-бобов сначала грубо измельчали в бытовой кофемолке. Порциями по 100 граммов за один раз ядра какао-бобов дополнительно измельчали до мелкого порошка какао с желательной зернистостью в дробильной мельнице.
В-седьмых, некоторую часть мелко измельченного порошка какао давили гидравлическим прессом. Емкость для прессования нагревали до 90°С вместе с образцом тертого какао примерно 60 граммов. Образец добавляли в емкость, где данную емкость для прессования с образцом помещали в лабораторный гидравлический пресс. Прессование осуществляли в течение 15 минут, увеличивая давление с 10 МПа до 23 МПа. Масло какао собирали из пресса и фильтровали через фильтровальную бумагу Whatman. После прессования остаточный какао жмых примерно 35 граммов извлекали из емкости для прессования. Этот жмых разламывали на мелкие кусочки и измельчали до желательной зернистости в режущей мельнице.
В-восьмых, некоторую часть тертого какао обезжиривали. Для определения присутствия олигомерных полифенолов в тертом какао, а также для измерений содержания жира в тертом какао, 10 граммов тертого какао обезжиривали раствором isopar в маленьком цилиндре при низком давлении воздуха (0,1-0,2 МПа).
2
Анализы. рН данной суспензии в воде измеряли стандартными, принятыми в промышленности способами. Бобы, ядра какао-бобов и оболочку анализировали на содержание влаги (или % НO), которое представляет собой процентную потерю массы при сушке в течение 4 часов при 103°С, и измеряли в виде массового процента (масс.%).
Выводы. После предварительной промывки бобов содержание влаги в оболочке увеличивалось почти до 40 масс.% - 55 масс.%, даже до начала стерилизации и способа получения (см. Таблицу 2). После получения среднее содержание влаги в оболочке составляло 45 масс.%. Из-за этого более высокого содержания влаги для процесса сушки потребуется дополнительная энергия, когда содержание влаги в оболочке уменьшается до 10%. При использовании струйного ростера (сушилка с псевдоожиженным слоем) содержание влаги в оболочке уменьшалось с 55 масс.% до 7,5 масс.% за 30 минут при температуре обжаривания 120°С. Во время процесса сушки струйный ростер делает возможным образование в тертом какао типичных ароматических соединений благодаря реакциям Майяра при низкой температуре и при постоянном давлении воздуха. После процесса сушки удаление оболочки из бобов упрощается, если оболочка имеет низкое содержание влаги (менее 12 масс.%).
Для дополнительной оптимизации реакционных условий можно было бы рассмотреть дополнительные факторы. Например, избегание применения мелких частиц с размером менее 1 мм и чистка какао-бобов во время стадии промывки для удаления песка.
Таблица 2: Содержание влаги в твердых частях (в масс.%)
Растворы для предварительной промывки (К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>, масс.%)
IС-1 Н<sub>2</sub>O, 10 масс.%
0%
1%
5%
10%
Бобы до промывки и ополаскивания
5,57
5,57
5,57
5,57
5,57
Бобы после промывки и ополаскивания
49,7
53,53
50,7
50,7
Бобы после приготовления
43,9
46,5
45,7
44,2
14,97
Ядра какао-бобов после сушки
4,05
4,79
4,81
3,26
2,05
Ядра какао-бобов после обжарки
0,89
1,17
1,11
1,03
0,54
Оболочка после сушки
7,89
7,15
6,89
7,51
4,7
IС-1 относится к бобам типа 1 из Кот-д'Ивуара, обработанным 10% водой, в лабораторном масштабе.
Пример 2. Эффект предварительной промывки на тертое какао и оболочку какао
2
Анализы. Анализы рН и содержания влаги (или % НO, как измерено в масс.%) проводили, как описано выше в предыдущем Примере (для тертого какао использовали способ Карла Фишера). Содержание жиров (% жиров) определяли согласно денситометрическому способу. Влажный остаток тертого какао на сите (75 мкм) определяли путем измерения процентной концентрации по массе композиции, которая не проходит через сито с ячейками 75 мкм × 75 мкм. Влажный остаток тертого какао на сите (125 мкм) определяли путем измерения процентной концентрации по массе композиции, которая не проходит через сито с ячейками 125 мкм х 125 мкм. В тертом какао определяли уровни железа, алюминия и кремния.
Какао-бобы получали, как описано в Примере 1. Уровни афлатоксинов и охратоксинов определяли в тертом какао и в оболочке какао.
Вывод. В Таблице 3 показаны различные характеристики тертого какао для различных условий предварительной промывки по сравнению с эталонными значениями для N-тертого какао CS-1 (переработанное тертое какао из какао-бобов без промывки). По сравнению с эталоном, содержания металлов были меньше для железа (Fe), алюминия (AI) и кремния (Si), чем для какао, переработанного нормальным способом. Кроме того, не было обнаружено вредных эффектов в отношении рН, содержания влаги и содержания жиров.
Таблица 3: Результаты измерений тертого какао из всех экспериментов
Растворы для предварительной промывки (К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>, масс.%)
N-тертое какао CS-1 (эталон)
IC-1, 10 масс.%
0%
1%
5%
10%
рН
5,66
5,93
5,86
6,05
5,76
5,15
% жиров
56,4
55,78
56,41
55,67
54,35
57,84
% Н<sub>2</sub>O
1,06
1,07
1,03
0,91
0,85
0,8
Остаток на сите (125 мкм)
0,03
0,06
0,11
0,07
0,11
0,07
Остаток на сите (75 мкм)
0,33
0,24
0,45
0,41
0,32
0,37
Железо (мг/кг)
30
30
30
30
190
40
Алюминий (мг/кг)
10
10
10
20
60
20
Кремний (масс.%)
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
0,04
0,02
Афлатоксин-ВЧ
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Афлатоксин-B2
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Афлатоксин-GI
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Афлатоксин-G2
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Охратоксин-А
<0,1
<0,1
0,1
<0,1
0,1
<0,1
N-тертое какао CS 1 представляет собой тертое какао, полученное на фабрике, которое использовали в качестве эталонного образца.
Предварительная промывка бобов разбавленным раствором поташа в воде могла отмывать или разрушать плесневые грибы на бобах, что будет приводить к уменьшению этих токсинов на оболочке и в тертом какао. Как показано в Таблице 4, обработка раствором поташа приводила к уменьшенным уровням охратоксина в оболочке какао. Как показано в Таблице 3, в тертом какао из промытых бобов не было обнаружено никаких токсинов.
Таблица 4: Результаты анализа на токсины в оболочке какао
Растворы для предварительной промывки (К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>, масс.%)
N-тертое какао CS-1 (эталон)
1С-1, 10 масс.%
Самодельное
0%
1%
5%
10%
Афлатоксин-В1 (м кг/кг)
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Афлатоксин-В2 (мкг/кг)
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Афлатоксин-G1 (мкг/кг)
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Афлатоксин-G2 (мкг/кг)
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
<1,0
Охратоксин-А (мкг/кг)
0,7
2,6
2,0
0,6
1,1
2,9
1,4
* из сырых какао-бобов, оболочка удалена из бобов без обработки.
Пример 3: Эффект предварительной промывки на полифенолы какао-продукта
Анализы. Олигомерные полифенолы определяли методом ВЭЖХ. Сухой обезжиренный порошок какао из тертого какао анализировали на присутствие олигомерных полифенолов с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии ("ВЭЖХ", тип Waters 6000). ВЭЖХ соединяли с: а) колонкой Hypersil типа 5µ-С18, размер: 250 × 4,60 мм; б) автоматическим пробоотборником (тип Waters 717 plus); в) детектором на фотодиодной матрице (тип Waters 996); и г) устройством для дегазирования растворителя (тип Pio Lab SDU 2006).
Вывод. Какао-бобы готовили, как описано в Примере 1. Предварительная промывка раствором поташа не разрушала полифенолы в тертом какао, что подтверждается уровнями полифенолов, определенными из какао-порошка тертого какао. Более высокие уровни полифенолов получали с 1 масс.% и 5 масс.% раствором поташа (см. Фиг.1-4 и Таблицу 5). Раствор поташа находился лишь в контакте с оболочкой бобов в течение короткого времени. Поэтому маловероятно, что данный раствор мог проникнуть через оболочку в ядра бобов. Поскольку полифенолы присутствуют в ядрах бобов, а не в оболочке, полифенолы, вероятно, не разрушались во время стадии предварительной промывки растворами поташа.
Таблица 5: Анализ полифенолов порошка какао
Условие
Процианидин В2 (димер)
Процианидин В5 (димер)
Процианидин С1 (тример)
Процианидин D1 (тетрамер)
0% К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>
305,824
75,781
231,434
87,884
1% К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>
558,777
131,648
486,401
152,154
5% К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>
474,116
104,976
306,094
129,583
10% К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>
237,964
53,161
153,929
27,748
2
3
2
3
2
3
2
3
Эти результаты отличались от ожидаемых. Порошки, которые предварительно промывали либо 1 масс.% КСО, либо 5 масс.% КСО, содержали больше олигомерных процианидинов, чем порошки, которые предварительно промывали либо 0 масс.%, либо 10 масс.% раствором КСО. В литературе подщелачивание ядер какао-бобов разрушает олигомерные процианидины. Не желая ограничиваться теорией, короткое время контакта между раствором КСОи целыми бобами, вероятно, подавляло проникновение щелочи в ядра бобов и реакцию щелочи с полифенолами в этом ядре.
Пример 4: Эффект предварительной промывки на ароматические соединения тертого какао
Анализ. Различные ароматические соединения определяли посредством газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС).
Вывод. Какао-бобы получали, как описано в Примере 1. Ароматические соединения в тертом какао определяли посредством ГХ-МС, где в Таблице 6 приведены данные для различных ароматических соединений. Стадия предварительной промывки влияла на некоторые из ароматических соединений тертого какао. На Фиг.5А-5Е показаны уровни ароматических соединений в тертом какао относительно значения в колонке, указанного в Таблице 6 как "Среднее всех образцов". Относительные значения получали, беря фактические определенные значения и деля их на значения среднего всех образцов.
Таблица 6: Обобщение анализов ароматических соединений (мкг/мг) в тертом какао
Ароматические соединения
Растворы для предварительной промывки (К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>, масс.%)
N-тертое какао CS-1 (эталон)
1С-1, 10 масс.% H<sub>2</sub>O
Среднее всех образцов
0%
1%
5%
10%
2-Метилбутаналь
2032,93
715,99
2115,30
2353,45
1380,22
2759,46
1892,89
3-Метилбутаналь
3760,55
2237,05
3907,04
3854,79
4249,68
4034,11
3673,87
Этил-2-метилпропаноат
0,87
3,10
4,59
5,27
3,01
7,26
4,02
Этил-2-метилбутаноат
11,99
12,08
17,52
11,48
5,53
20,38
13,16
Этил-3-метилбутаноат
17,23
22,49
18,10
18,23
22,65
38,82
22,92
Диметилтрисульфид
195,45
191,22
301,89
387,60
52,76
253,36
230,38
Три метил пиразин
1959,03
2061,63
2253,93
2662,18
506,53
3350,60
2132,32
3-Изопропил-2-
2,98
15,26
1,70
1,41
1,16
1,40
3,99
2-Этил-3,6-диметилпиразин
377,36
375,76
392,31
434,53
18,63
437,81
339,40
2-Этил-3,5-диметилпиразин
349,31
260,02
308,46
362,71
38,91
479,64
299,84
3-Изобутил-2-метоксипиразин
2,78
3,46
3,48
2,55
3,62
1,21
2,85
Фенилацетальдегид
10,30
36,38
12,30
35,26
99,91
13,96
34,68
2-Метил-3-(метилдитио)-
5,88
13,78
9,04
12,05
9,21
5,16
9,19
Бета-Дамасценон
3,41
9,03
2,91
3,61
3,13
2,80
4,15
2-Октен-дельта-лактон
71,71
167,96
55,32
64,24
132,46
54,50
91,03
2-Децен-дельта-лактон
43,30
102,44
25,63
59,69
82,99
51,25
60,88
Уксусная кислота
230575,83
228402,96
257555,48
242075,34
177748,74
271213,19
234595,21
b-Метилпропановая кислота
2312,19
3609,90
3936,04
3928,37
2068,81
5063,31
3486,44
Бутановая кислота
205,84
236,34
331,19
326,77
196,51
336,84
272,25
3-Метилбутановая кислота
2429,82
4101,79
4285,94
4123,73
2400,55
3949,39
3548,54
2-Метилбутановая кислота
1949,52
3643,55
3593,42
3502,08
1984,52
3222,58
2982,61
Фуранеол
1496,95
868,08
1024,33
1160,15
276,93
824,96
941,90
Пример 5: Эффект предварительной промывки на цвет порошка какао и тертого какао
Анализы. Инструментальная оценка цвета порошка какао как такового или в виде суспензии в воде выражается в L*-, С*- и П-значениях, измеренных цветным спектрофотометром. L*-, а*- и b*-значения рассчитываются из Х-, Y- и Z-значений С1Е (Международный комитет по цветоведению) с использованием уравнений С1Е 1976. С*- и h-значения рассчитываются из а*- и b*-значений согласно следующему уравнению:
2
2
С*=√(a*+b*)
Н=arctan(b*/a*).
Значение L* показывает координату светлота/темнота, где низкое значение обозначает темный цвет, высокое значение обозначает светлый цвет. Значение а* обозначает координату красный/зеленый, причем+а* обозначает красный, и -а* обозначает зеленый. Значение b* обозначает координату желтый/синий, причем +b* обозначает желтый, и -b* обозначает синий. Значение С* обозначает координату цветности, указывая яркость, где более высокое значение обозначает более яркий цвет. Значение h обозначает угол оттенка, где меньшее значение обозначает повышенную красноту, а большее значение - повышенную желтизну. Спектрофотометр, используемый в этих Примерах, представляет собой спектрофотометр Datacolor Spectraflash 500 Color с измеряемыми геометрическими параметрами d/8 - исключенным отражением, источником света D65, углом наблюдателя 10°, кварцевой проточной кюветой и системой трубного насоса.
Следующий протокол использовали для измерения внутреннего цвета порошков какао в воде. Какао-бобы получали, как описано в Примере 1. Примерно 7,5±0,1 г порошка какао смешивали с 100 мл деминерализованной воды при 50°С с образованием однородной суспензии. После непрерывного перемешивания в течение 10 минут добавляли дополнительно 50 мл деминерализованной воды при комнатной температуре. После непрерывного перемешивания в течение одной минуты суспензию прокачивали через кварцевую проточную кювету и считывали и регистрировали L*-, С*- и h-значения с помощью калиброванного цветного спектрофотометра.
Следующий протокол использовали для измерения внешнего цвета сухих порошков какао. Кварцевую кювету заполняли образцом порошка какао и аккуратно утрамбовывали. Добавляли дополнительное количество порошка какао, равномерно заполняя всю кювету. Кювету помещали напротив освещенного окошка в откалиброванном спектрофотометре, который считывал и регистрировал L*-, С*- и h-значения.
Таблица 7: Обобщение измерений цвета различных какао-продуктов
Растворы для предварительной промывки (К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>, масс.%)
N-тертое какао CS-1 (эталон)
IC-1, 10 масс.%Н20
0%
1%
5%
10%
Цвет порошка какао (внутренний цвет в воде)
L
25,17
25,3
24,84
24,72
25,82
24,8
С
28,22
28,3
27,82
27,78
24,88
27,86
Н
53,59
54,49
53,37
53,33
53,62
53,57
Цвет порошка какао (цвет сухого порошка)
L
45,74
46,06
46,15
45,24
47,22
47,49
С
28,2
27,65
27,35
27,51
27,93
26,61
Н
57,87
58,45
58,37
57,93
59,31
58,14
Цвет обезжиренного тертого какао (по сравнению с М-тертым какао из CS-1 BMW
L
15,54
15,85
15,28
15,5
15,32
14,79
С
18,85
18,82
18,49
18,05
17,32
18,03
Н
37,67
38,22
37,76
38,52
38,26
36,54
Вывод. Таблица 7 демонстрирует различные измерения цвета порошка какао и тертого какао для различных условий предварительной промывки по сравнению с эталонными значениями для М-тертого какао CS-1 (переработанное тертое какао из какао-бобов без промывки). Различные условия предварительной промывки не оказывают вредного влияния на цвет какао-продуктов.
Пример 6: Эффект предварительной промывки на масло какао
Анализ. Содержание свободных жирных кислот (FFA), выраженное как % олеиновой кислоты, определяли путем определения количества основания, необходимого для нейтрализации олеиновой кислоты. Йодное число (IV) масла какао определяли по методу Вийса (Wijs), где IV представляет собой количество граммов галогена, поглощенного 100 г жира, и выражали в виде массы йода.
Вывод. Какао-бобы получали, как описано в Примере 1. Этот пример продемонстрировал то, что высокие значения FFA в какао-бобах могут быть уменьшены путем предварительной промывки бобов. Очень неожиданно предварительная промывка оказывала сильный эффект на FFA, особенно при использовании щелочных растворов для промывки бобов. Таблица 8 показывает, что FFA масла какао было пониженным, что означает, что качество масла улучшалось посредством промывки бобов щелочью и водой перед дальнейшей переработкой.
Таблица 8: Результаты анализа масла какао
Растворы для предварительной промывки (К<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>, масс.%)
N-тертое какао CS-1 (эталон)
1С-1, 10 масс.% Н<sub>2</sub>О
0%
1%
5%
10%
FFA
1,4
0,85
0,79
0,76
1,43
1,05
IV
35,1
34,9
34,8
34,8
34,98
35,7
Пример 7: Испытания в увеличенном масштабе для получения и предварительной промывки сырых какао-бобов
Способы. В общем, в масштабных испытаниях предварительной промывки использовали загрузки от 100 кг до 200 кг бобов из Кот-д'Ивуара с высоким содержанием свободных жирных кислот ("FFA"). Во-первых, бобы хранили в большом деревянном ящике с перфорированным дном. Во-вторых, бобы промывали либо в водопроводной воде, либо в растворе поташа и ополаскивали в ванне с горячей водопроводной водой. Концентрация раствора поташа составляла 5 масс.% Температура во время промывок и ополаскиваний составляла 20°С или 60°С. После стадий промывки и ополаскивания какао-бобы сушили воздухом. Высушенные бобы дополнительно перерабатывали в различные какао-продукты, такие как тертое какао, масло какао и порошок какао. Эти какао-продукты также дополнительно анализировали, как описано ниже.
3
Оборудование. Для увеличения масштаба предварительной промывки и сушки какао-бобов большие деревянные ящики заполняли 100-1000 кг какао-бобов. Резервуары, в которые можно было одновременно поместить два деревянных ящика, заполненных какао-бобами, заполняли 4000 литрами воды. После стадий промывки и ополаскивания использовали воздуходувки с производительностью 10000 м/час для подачи сухого воздуха для сушки какао-бобов.
После увеличения масштаба процесса предварительной промывки и сушки какао-бобы дополнительно перерабатывали в лабораторном масштабе. Для производства ядер какао-бобов и оболочки из сухих бобов использовали дробилку, веялку и сито. Для стерилизации и получения ядер какао-бобов использовали сушильную печь с циркулирующим воздухом. Для обжарки бобов в закрытой камере горячим сухим воздухом при постоянном давлении воздуха и температуре использовали струйный ростер с прямым контактом (лабораторная сушилка с псевдоожиженным слоем/ростер). Поскольку большая часть тепла остается в нагревательной камере, можно сушить или обжаривать продукт при температурах от 80°С до 120°С.
Бытовую кофемолку использовали для первого измельчения обжаренных ядер какао-бобов. Лабораторную дробильную мельницу (Retch, тип RMO) использовали для второго (тонкого) измельчения тертого какао. Гидравлический пресс использовали для разделения тертого какао на масло какао и какао жмых. Режущую мельницу Retch использовали для растирания какао жмыха в порошок с использованием сит с ячейками от 0,5 до 0,25 мм.
Сырье и реактивы. Использовали 100% бобов из Кот-д'Ивуара со средним содержанием свободных жирных кислот 4,2%. Готовили 5 масс.% растворы щелочи в водопроводной воде при 60°С.
Условия реакции. Для испытания 1 использовали загрузку 200 кг бобов из Кот-д'Ивуара с высоким FFA. Во-первых, какао-бобы хранили в большом деревянном ящике с перфорированным дном. Во-вторых, какао-бобы промывали в ванне с холодной водопроводной водой при температуре 15°С в течение 5 минут. В третьих, какао-бобы сушили воздухом при 22°С-25°С в течение 120 минут.Температура воздуха на входе составляла 17°С, и относительная влажность воздуха на входе составляла 80%.
Для испытания 2 использовали загрузку от 100 кг до 200 кг бобов из Кот-д'Ивуара с высоким FFA. Во-первых, какао-бобы хранили в большом деревянном ящике с перфорированным дном. Во-вторых, какао-бобы промывали в ванне с горячей водопроводной водой при температуре 60°С в течение 5 минут.В третьих, какао-бобы в деревянном ящике сушили воздухом при 22°С-25°С в течение 110 минут. Температура воздуха на входе составляла 20°С, и относительная влажность воздуха на входе составляла 70%.
2
3
Для испытания 3 использовали загрузку от 100 кг до 200 кг бобов из Кот-д'Ивуара с высоким FFA. Во-первых, какао-бобы хранили в большом деревянном ящике с перфорированным дном. Во-вторых, какао-бобы промывали в 5 масс.% растворе КСО для предварительной промывки при температуре 60°С в течение 5 минут. В третьих, какао-бобы ополаскивали в ванне с горячей водопроводной водой при температуре 60°С в течение 5 минут. В четвертых, какао-бобы в деревянном ящике сушили воздухом при 22°С-25°С в течение 120 минут. Температура воздуха на входе составляла 20°С, и относительная влажность воздуха на входе составляла 70%.
Для контроля использовали загрузку от 100 кг до 200 кг бобов из Кот-д'Ивуара с высоким FFA. Эти какао-бобы предварительно не промывали или не ополаскивали.
2
Анализы. Бобы, ядра какао-бобов и оболочку анализировали на содержание влаги (или % НО), которое представляет собой процентную потерю массы при сушке в течение 4 часов при 103°С, и измеряли в виде массового процента (масс.%).
Таблица 9: Содержание влаги (масс.%) твердых частей и поведение высушенных бобов при дроблении
Образцы
Испытание 1
Испытание 2
Испытание 3
Эталон
Целые бобы
5,28
7,95
8,44
5,04
Оболочка
12,84
18,18
18,44
11,77
Смесь сырых ядер какао-бобов
6,02
8,34
8,63
6
Поведение сухих бобов при дроблении
хорошее
плохое
плохое
хорошее
Ядра какао-бобов послестерилизации
16,9
16,5
16,6
16,7
Ядра какао-бобов после обжарки на ростере
1,02
0,95
1,03
0,98
Выводы. Одним из возможных недостатков предварительно промытых бобов является то, что содержание влаги в оболочке может увеличиваться до почти 35 масс.% - 55 масс.% после стадий промывки и/или ополаскивания. Как показано в испытаниях 2 и 3 в Таблице 9, поведение бобов при дроблении было неподходящим из-за высокого содержания влаги в оболочке и в ядрах какао-бобов. После первой стадии дробления почти 30% бобов все еще не раскалывались на кусочки, поскольку эти бобы были слишком мягкими и могли очень легко изгибаться. Наконец, бобы раскалывались после нескольких попыток дробления.
Для уменьшения этого высокого содержания влаги до 10 масс.% - 12 масс.% какао-бобы можно сушить в горячем воздухе (более 100°С). Это потребует дополнительной энергии и более длительного времени сушки. Однако сушка бобов будет благоприятствовать дальнейшей переработке бобов в другие какао-продукты. Для поддержания хорошего поведения предварительно промытых какао-бобов при дроблении и провеивании, какао-бобы можно сушить до тех пор, пока содержание влаги в оболочке какао не станет меньше 12%. Содержание влаги высушенных бобов также должно быть меньше 7%. Для сокращения времени сушки какао-бобы можно сушить горячим воздухом меньшей влажности.
Пример 8. Эффект предварительной промывки на тертое какао и оболочку какао в масштабных испытаниях
2
Анализы. Бобы, ядра какао-бобов и оболочку анализировали на содержание влаги (или % НO), которое представляет собой процентную потерю массы при сушке в течение 4 часов при 103°С, и измеряли в виде массового процента (масс.%). рН тертого какао измеряли стандартными, принятыми в промышленности способами. Содержание жиров (% жиров) определяли методом экстракции по Сокслету (Soxhiet), где измерения приведены в процентной концентрации по массе жиров и других компонентов, экстрагируемых петролейным эфиром. Оболочку какао и тертое какао анализировали на общее содержание железа ("Fe"), алюминия ("А1"), кремния ("Si"), охра-токсина А и калия ("К").
Выводы. Какао-бобы получали, как описано в Примере 7. Лабораторные анализы не идентифицировали больших различий в концентрациях тяжелых металлов и токсинов в тертом какао, полученном из бобов с предварительной промывкой и без предварительной промывки. Данные результаты представлены в Таблице 10 и Таблице 11.
Таблица 10: Результаты анализов оболочки какао для масштабных испытаний
Оболочка
Испытание 1
Испытание 2
Испытание З
Эталон
% Н<sub>2</sub>O
12,8
18,2
18,4
11,8
Общее железо в виде Fe (мг/кг)
610
600
500
520
Алюминий в виде AI (мг/кг)
750
720
620
810
Кремний в виде Si (%)
0,58
0,53
0,46
0,59
Калий в виде К (%)
3,7
Охрактоксин А (мкг/кг)
<0,4
<0,4
<0,4
0,4
Таблица 11: Результаты анализов тертого какао для масштабных испытаний
Тертое какао
Испытание 1
Испытание 2
Испытание 3
Контроль
рн
5,88
5,86
6,14
5,85
% жиров
57,74
58,24
58,2
58,22
% Н<sub>2</sub>O
0,92
0,89
0,89
0,92
Общее железо в виде Fe (мг/кг)
43
36
51
36
Алюминий в виде AI (мг/кг)
<10
<10
<10
<10
Кремний в виде Si (%)
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
Калий в виде К (%)
1,1
1,1
1,1
1,1
Охрактоксин А (м кг/кг)
<0,4
<0,4
<0,4
<0,4
Пример 9: Эффект предварительной промывки на какао-бобы и на масло какао в масштабных испытаниях
Анализы. Содержание свободных жирных кислот (FFA), выраженное в виде % олеиновой кислоты, определяли путем определения количества основания, необходимого для нейтрализации олеиновой кислоты. В способе титрования для определения FFA, примерно 5-10 г жидкого масла какао вливали в 250 мл колбу Эрленмейера. Примерно 50 мл смеси диэтилового эфира - этанола использовали для растворения масла какао при вращении. Смесь диэтилового эфира - этанола получали путем смешивания 3 частей диэтилового эфира ч.д.а. с двумя частями этанола (ч.д.а. 96%) и затем нейтрализации перед применением с 0,1 н. раствором КОН относительно фенолфталеина. Затем добавляли несколько капель 1%-ного раствора фенолфталеина в этаноле. Смесь титровали 0,1 н. КОН (нормальность Т) до конечной точки, которой является точка, когда розовый цвет сохраняется в течение по меньшей мере 10 секунд. Количество КОН, используемого во время титрования, регистрировали в мл. FFA, выраженное в виде олеиновой кислоты, рассчитывают по формуле: FFA=28,2×Т×V / m, где m=нормальность стандартизированного раствора КОН, V=мл стандартизированного раствора КОН, и m=масса (г) образца масла какао.
2
Для % НO в бобах и ядер какао-бобов: 5 граммов измельченного материала сушили в течение 4 ч при 103°С и взвешивали до и после. Тертое какао измеряли титрованием по Карлу Фишеру. Для содержания жиров материал экстрагировали растворителем, который отличается по плотности от масла какао. Плотность измеряют и коррелируют с количеством буфера. Метод FT-NIR (спектроскопия в ближней инфракрасной области с преобразованием Фурье) использовали для измерения групп -СООН, или двойных или тройных связей углеводородов. Йодное число (IV) масла какао представляет собой количество граммов галогена, поглощенное 100 г жира и выраженное в виде массы йода.
Выводы. Какао-бобы получали, как описано в Примере 7. Как показано в Таблице 12, высокое значение FFA в какао-бобах может быть уменьшено путем предварительной промывки бобов. Однако предварительная промывка не влияла на содержание жиров (% жиров) в какао-бобах.
Таблица 12: Результаты анализа бобов после промывки и сушки
Образец
Описание образца
% H<sub>2</sub>O (печь)
% жиров (DMA)
FFA (титрование)
FFA (NIR)
I.V. (NIR)
Эталон
Сырые бобы без какой-либо обработки
6,42
47,46
4,09
4,08
34,63
Испытание 1
Промывали в холодной воде (17°С) в течение 5 мин. Сушили сухим воздухом (22-25°С)
6,63
46,43
3,35
3,38
33,92
Испытание 2
Промывали в горячей воде (60°С) в течение 5 мин. Сушили сухим воздухом (22-25°С)
9,46
48,98
2,94
2,91
34,72
Испытание 3
Промывали в горячей воде (60°С) в течение 5 мин. Промывали в горячем растворе поташа (60°С) в течение 5 мин. Сушили сухим воздухом (22-25°С)
9,77
47,19
2,94
2,91
34,24
В этих испытаниях исходное значение FFA уменьшалось на 32% после предварительной промывки какао-бобов. FFA масла какао из конечного тертого какао уменьшалось до 2,9%, где FFA исходных какао-бобов составляло 4,1% (см. Таблицу 13). Стадию предварительной промывки можно дополнительно оптимизировать для уменьшения высоких значений FFA бобов плохого качества до желательного значения 1,5%.
Таблица 13: Сравнение анализа масла какао в масштабных испытаниях
Масло какао из какао-бобов
Масло какао из тертого какао
Образец
FFA (титрование)
FFA (NIR)
I.V. (NIR)
FFA (титрование)
FFA (NIR)
I.V. (NIR)
Эталон
4,08
4,09
34,63
3,52
3,58
33,9
Испытание 1
3,35
3,38
33,92
3,06
3,05
34,3
Испытание 2
2,94
2,91
34,72
3,02
3,06
34,3
Испытание 3
2,94
2,9
34,24
2,8
2,94
34,2
Пример 10: Эффект предварительной промывки на измерения цвета в
масштабных испытаниях
Анализы. Измерения цвета осуществляли, как описано в Примере 5. Вывод. Какао-бобы получали, как описано в Примере 7. Предварительная промывка в воде и поташе не оказывала влияния на конечный цвет тертого какао и порошка. Не желая ограничиваться теорией, стадия предварительной промывки, по-видимому, является слишком короткой или концентрация поташа слишком низкой для оказания влияния на различные полифенолы в какао-бобах.
Таблица 14: Обобщение всех измерений цвета в масштабных испытаниях
Тертое какао
Испытание 1
Испытание 2
Испытание 3
Эталон
Внутренний цвет в воде
L
26,03
26,24
25,67
26,26
С
27,85
28,25
28,61
28,1
Н
54,67
54,74
54,36
54,81
Сухой цвет
L
13,27
13,86
13,87
13,75
С
20,6
20,29
19,85
20,12
Н
48,2
47,56
46,2
47,96
Порошок какао
Испытание 1
Испытание 2
Испытание 3
Эталон
Внутренний цвет в воде
L
23,61
24,13
22,68
24,25
С
27,95
28,45
28,37
28,32
Н
53,96
54,11
53,51
54,28
Пример 11. Эффект предварительной промывки на аромат тертого какао
в масштабных испытаниях
Анализы. Различные ароматические соединения определяли посредством газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС).
Вывод. Какао-бобы получали, как описано в Примере 7. Предварительная промывка не влияла на профиль вкуса тертого какао в течение периода времени (см. Таблицу 15). На Фиг.6А-6 В показаны уровни ароматических соединений в тертом какао для масштабных испытаний. Эти уровни приведены относительно значения в колонке, указанного как "Эталон" в Таблице 15. Относительные значения получали, взяв фактические определенные значения и поделив их на значения, определенные для эталонного тертого какао.
Таблица 15: Анализ аромата тертого какао (все концентрации в мкг/кг)
Ароматические соединения
Испытание 1
Испытание 2
Испытание 3
Эталон
КА-Massa
2-Метилбутаналь
3661,67
4210,43
4246,15
3829,83
620,15
3-Метилбутаналь
6309,85
7750,12
6846,86
6717,46
1814,13
Этил-2-метилпропаноат
10,59
10,27
10,50
11,25
0,06
Этил-2-метилбутаноат
11,27
11,41
11,93
12,00
<ПД
Этил-3-метилбутаноат
6,86
7,56
8,86
6,28
<ПД
Диметилтрисульфид
156,93
158,82
252,36
142,45
13,62
Триметилпиразин
1435,13
1306,81
1382,26
1230,50
340,35
3-Изопропил-2-метоксипиразин
0,49
0,55
0,75
0,46
0,40
2-Этил-3,6-диметилпиразин
214,60
209,40
241,00
196,55
34,51
2-Этил-3,5-диметилпиразин
175,17
163,70
169,17
153,77
60,21
3-Изобутил-2-метоксипиразин
1,97
2,21
2,28
1,96
0,87
Фенилацетальдегид
80,47
148,54
50,75
53,64
100,20
2-Метил-3-(метилдитио)-фуран
4,47
5,37
6,62
4,72
1,97
бета-Дамасценон
1,63
1,92
1,88
1,68
1,59
2-Октен-дельта-лактон
105,04
83,85
89,49
81,72
145,30
2-Децен-дельта-лактон
59,43
81,28
77,61
47,63
174,17
Уксусная кислота
140156,76
135455,96
138831,66
159605,59
165670,55
2-Метилпропановая кислота
4196,52
3701,22
2438,73
3892,82
988,54
Бутановая кислота
227,28
167,44
126,67
208,03
82,51
3-Метилбутановая кислота
3663,35
4042,84
3484,31
3563,70
1655,33
2-Метилбутановая кислота
3113,22
3554,33
2653,41
3051,88
1424,61
Фуранеол
457,62
469,94
531,27
474,29
263,32
Эталонный образец представляет собой образец тертого какао, полученный из необработанных бобов в масштабе лаборатории, КА Massa представляет собой специальное тертое какао, который авторы данного изобретения используют в качестве стандарта для этого анализа, и ПД=предел обнаружения.
Пример 12: Эффект предварительной промывки на запах и вкус тертого какао в масштабных испытаниях
Анализы. Вкус тертого какао оценивали с использованием стандартного образца в качестве эталона, где оценка представляет собой комбинацию описательного теста и теста различий (парный тест сравнения). Тертое какао оценивали в отношении различных органолептических характеристик и оттенков вкуса, включающих: какао; горький; насыщенный, который представляет собой полную интенсивность вкуса, контрастирующую с водянистым; букет, который представляет собой общий термин, включающий все элементы вкуса помимо оттенков какао, такие как ароматические, цветочные и фруктовые оттенки; кислый; вяжущий, который может быть описан как оказывающий вяжущее действие; и острый, который представляет собой горелый и резкий ароматический вкус. Также отмечали любые привкусы.
Выводы. Какао-бобы получали, как описано в Примере 7. В таблице 16 показано сравнение тертого какао из эталонного образца с тертым какао, полученным в Испытании 1. Для Испытания 1 какао-бобы ополаскивали холодной водой с температурой 17°С в течение 5 минут и сушили воздухом при температуре от 22°С до 25°С. Эталонным образцом являются необработанные бобы. Как показано в Таблице 16, существует различие 1,4 в запахе и вкусе между контрольным тертым какао и тертым какао, полученным в Испытании 1. Однако это различие находится в пределах производственного стандарта 3,0. Эталонный образец имел немного большую кислотность (0,4) по сравнению с образцом из Испытания 1, тогда как образец из Испытания 1 имел немного большую горечь (0,6), вяжущий вкус (0,4) и большую кислотность (0,2). Образец из Испытания 1 также имел привкус 0,4, описанный как неизвестный.
Таблица 16: Тесты на запах и вкус по сравнению с эталонным тертым какао в горячей воде
Испытание 1
Запах
n
Вкус
n
Различие
0,6
5
0,8
5
Какао
Горький
0,6
3
Насыщенный
Букет
Кислый
0,0
2
0,2
1
Вяжущий
0,4
2
Острый
-0,4
1
0,0
2
Щелочной
Привкусы
0,2
1
0,2
1
неизвестный
1
неизвестный
1
Таблица 17 показывает сравнение тертого какао из эталонного образца с тертым какао, полученным в Испытании 2 и в Испытании 3.
Таблица 17: Тесты на запах и вкус по сравнению с эталонным тертым какао в горячей воде
Испытание 2
Испытание 3
Запах
n
Вкус
n
Запах
n
Вкус
n
Различие
1,0
5
1,0
5
1,6
5
0,6
5
Какао
-0,4
1
-0,4
1
Горький
0,6
2
-0,2
1
Насыщенный
Букет
-0,2
1
-0,2
1
Кислый
-0,2
1
-0,2
1
-0,2
1
Вяжущий
0,2
1
0,2
1
Острый
-0,2
1
-0,4
2
Щелочной
Привкусы
1,0
3
0,4
2
1,6
4
0,2
1
мыльный
1
грубый
1
плесневый
1
прогорклый
1
Неизвестный
1
горелый
1
В испытании 2 какао-бобы ополаскивали горячей водой с температурой 60°С в течение 5 минут и сушили воздухом при температуре от 22°С до 25°С. Как показано в Таблице 17, существует различие 2,0 в запахе и вкусе между эталонным тертым какао и тертым какао, полученным в Испытании 2. Однако это различие находится в пределах производственного стандарта 3,0. Эталонный образец имел немного больше (вкуса) какао (0,4), больше кислотности (0,4), больше остроты (0,2) и больше букета (0,2) по сравнению с Испытанием 1. Образец из Испытания 1 имел немного больше горечи (0,6) и терпкости (0,2). Образец из Испытания 1 также имел привкус (1,4), описанный как неизвестный, мыльный, прогорклый, камфарный и грубый.
В Испытании 3 какао-бобы промывали горячей водой с температурой 60°С в течение 5 минут, ополаскивали 5 масс.% раствором поташа с температурой 60°С в течение 5 минут и сушили воздухом при температуре от 22°С до 25°С. Как показано в Таблице 17, существует различие 2,2 в запахе и вкусе между эталонным тертым какао и тертым какао, полученным в Испытании 3. Однако это различие находится в пределах производственного стандарта 3,0. Эталонный образец имел немного больше (вкуса) какао (0,4), больше остроты (0,4), горечи (0,2), кислотности (0,2) и больше букета (0,2) по сравнению с Испытанием 3. Образец из Испытания 3 имел немного большую терпкость (0,2). Образец из Испытания 3 также имел привкус (1,8), описанный как неизвестный, плесневый, аммиачный, привкус лизола и горелый.
Пример 13: Сортировка какао-бобов по цвету
Два килограмма какао-бобов сортировали вручную. Перед сортировкой какао-бобы имели содержание свободных жирных кислот примерно 3,10%. Бобы сортировали, что давало в результате следующие количества какао-бобов: примерно 76,9% коричневых бобов (содержание FFA 2,11%), примерно 13,5% смеси коричневых/черных бобов (содержание FFA 6,9%) и примерно 9,6% черных бобов (содержание FFA 9,91%).
Семьдесят три метрические тонны (73 мт) какао-бобов, имеющих входящее содержание FFA 4,5%, сортировали по цвету с помощью сортировщика по цвету марки RADIX AUTOSORT, имеющегося в продаже от Radix Systems, Ltd., Winchester, Англия. Указанный сортировщик по цвету готовили к распознаванию какао-бобов и сортировке какао-бобов как черных (отбраковывали) и коричневых (сохраняли).
Бобы сортировали на четыре исходные категории: 1) 18,7 мт коричневых бобов с содержанием FFA 2,85% сохраняли (92% были действительно коричневыми и 8% были действительно черными); 2) 13,9 мт бобов с содержанием FFA 3,74%, которые имели большое количество мелких частиц, отбраковывали; 3) 22 мт коричневых бобов с содержанием FFA 1,79% сохраняли; и 4) 18,4 мт черных бобов с содержанием FFA 5,81% отбраковывали (76% были действительно черными и 24% были действительно коричневыми). Какао-бобы в категории 1) просеивали и 1,2 мт (содержание FFA 6,4%) отбраковывали как имеющие мелкие частицы, и остальные 17,5 мт (содержание FFA 1,74%) какао-бобов в категории 1) объединяли с какао-бобами категории 3) всего 39,5 мт принятых какао-бобов, имеющих содержание FFA 1,76%.
39,5 мт принятых какао-бобов перерабатывали в тертое какао, имеющее содержание FFA 1,2% и время отверждения 54, прессовали в масло какао, имеющее содержание FFA 2,11% и время отверждения более 120, масло какао фильтровали, и оно имело содержание FFA 1,56% и время отверждения более 120, и фильтрованное масло какао дезодорировали, и оно имело содержание FFA 1,49% и время отверждения более 120.
Таким образом, это воплощение показывает, что сортировка какао-бобов по цвету для удаления черных или более темных бобов, возможно объединенная с просеиванием какао-бобов для удаления мелких частиц, приводит к получению какао-продукта с уменьшенным содержанием свободных жирных кислот.
Настоящее изобретение было описано со ссылкой на некоторые примерные и иллюстративные воплощения, композиции и их применения. Однако средним специалистам в данной области будет понятно, что могут быть сделаны различные замены, модификации или комбинации любого из примерных воплощений без отклонения от объема данного изобретения. Таким образом, данное изобретение не ограничивается описанием примерных и иллюстративных воплощений, а скорее приложенной формулой изобретения.