КАКАО-ПРОДУКТЫ НА ОСНОВЕ НЕФЕРМЕНТИРОВАННЫХ КАКАО-БОБОВ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
COCOA PRODUCTS BASED ON UNFERMENTED COCOA BEANS AND METHODS FOR PRODUCTION THEREOF

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к способам и/или технологиям изготовления шоколада или шоколадных изделий на основе неферментированных какао-бобов, с помощью которых получают продукты, обладающие меньшей горечью и терпкостью и в то же время содержащие большие количества питательных и полезных компонентов плодов какао, таких как, например, полифенолы, антиоксиданты, витамины и/или сахара.
[0002] В некоторых вариантах реализации настоящее изобретение относится к переработке неферментированных какао-бобов и, необязательно, пульпы/слизи какао для получения набора для изготовления продуктов из какао, а также шоколада или шоколадных изделий, содержащих большие количества питательных и полезных компонентов плодов какао, таких как, например, полифенолы, антиоксиданты, витамины и/или сахара.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Известно, что какао (Theobroma cacao L.) является важным источником полезных для здоровья ингредиентов, таких как, например, минералы, витамины, полифенолы (в частности, катехины, антоцианидины и проантоцианидины) и антиоксиданты, такие как флавоноиды, которые, помимо прочего, обладают физиологической активностью для снижения окислительного стресса, ингибирования окисления липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и агрегации тромбоцитов, а также действуют как сосудорасширяющие средства в кровеносных сосудах.
[0004] Однако при традиционной переработке какао-бобов в процессе изготовления пищевых продуктов на основе какао, включающем ферментацию и сушку/обжаривание при высоких температурах, утрачиваются значительные количества полифенолов, антиоксидантов и/или витаминов по сравнению с их содержанием в сырых какао-бобах. Некоторые варианты традиционных способов раскрыты в документах США 2006/257547 А1 и Великобритания 622628 А.
[0005] Типичный способ обработки какао-бобов начинается со сбора урожая плодов какао и тщательного извлечения какао-бобов. Далее какао-бобы ферментируют и сушат. Ферментация какао, как и большинства органических материалов, начинается почти немедленно при воздействии воздуха. В результате оседания спор диких дрожжей на сахаросодержащих бобах начинается расщепление сахара на углекислый газ, ароматические вещества и спирт, спирт далее превращается в уксусную кислоту за счет активности бактерий. На заключительной стадии указанного процесса (далее «процесс естественной ферментации») зародыш, находящийся внутри какао-боба, теряет способность к прорастанию из-за присутствия спирта, уксусной кислоты и тепла, выделяющегося вследствие активности микроорганизмов, в результате происходит высвобождение ферментов, уменьшающих терпкость бобов, что является важным для развития вкуса шоколада. Как правило, указанный процесс естественной ферментации какао, спонтанно вызванный активностью микроорганизмов, протекает в течение примерно двух или более дней до подавления активности микроорганизмов за счет избытка уксусной кислоты и/или тепла, выделившегося в результате активности микроорганизмов. Поскольку значительная часть уксусной кислоты остается в бобах после завершения ферментации, ее необходимо удалить из бобов, чтобы избежать вызванного присутствием уксусной кислоты кислого и горького вкуса в конечном какао-продукте. Обычно концентрация уксусной кислоты снижается во время стадии обжаривания, как правило, при температуре 70-180°С, в результате которой неизбежно происходит уменьшение содержания требуемых полезных ингредиентов какао.
[0006] В качестве альтернативы подавления прорастания какао-бобов путем естественной или самопроизвольной ферментации какао, подавление также может быть обеспечено в результате определенной физической и/или химической предварительной обработки свежесобранных какао-бобов вскоре после извлечения бобов из плодов. Таким образом, можно исключить микробиологическую ферментацию для того, чтобы уменьшить изменения вкусоароматического профиля в конечных какао-продуктах вследствие отсутствия контроля за процессом естественной ферментации. Указанная предварительная переработка обычно включает инкубацию свежесобранных какао-бобов при повышенной температуре, например, при температуре 25-70°С в течение менее 24 часов, как описано в патенте США 8501256 В2. В документе WO 2014/130539 А1 раскрыт способ инкубации, в котором неферментированные какао-бобы инкубируют в этанольном растворе при температуре менее 55°С в течение 24-96 часов.
[0007] Однако вкусовые характеристики продуктов из неферментированных и необжаренных бобов обычно описывают как горькие, неприятные и сильно вяжущие, главным образом, из-за присутствия катехинов (в том числе эпикатехина, катехина, процианидина В2, процианидина В5 и процианидина С1) и аминокислот (T.Stark et al., J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 5407-5418). Таким образом, для получения какао-продуктов с приемлемым вкусом производители какао-продуктов должны или подвергать неферментированные и/или инкубированные бобы обширной термической обработке (например, на стадии сушки и/или обжаривания, которую обычно выполняют при температуре примерно 100-150°С) для уменьшения содержания горьких и вяжущих компонентов (что неизбежно сопровождается потерей питательных и полезных компонентов плода какао), или смешивать неферментированные и/или инкубированные бобы с ферментированными бобами для обеспечения компромисса между вкусовыми качествами и пользой для здоровья.
[0008] В документе WO 2010/073117 раскрыт способ переработки какао-бобов, включающий получение суспензии, содержащей какао-бобы или какао-крупку и воду, мокрое измельчение суспендированных бобов или крупки, нагрев суспензии и декантацию суспензии с разделением указанной суспензии на водную фазу, жировую фазу и твердую фазу для того, чтобы избежать размягчения жира какао и образования тертого какао во время механической обработки.
[0009] Однако проблема обеспечения способа обработки какао-бобов, который позволяет получать какао-продукты, характеризующиеся приятным вкусом и в то же время требуемым высоким содержанием питательных и ценных компонентов неферментированных плодов какао, таких как, например, полифенолы, антиоксиданты, витамины и/или сахара, до сих пор не решена должным образом.
[0010] Настоящее изобретение выполнено с учетом указанных выше недостатков и/или потребности в усовершенствованиях в данной области техники.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Настоящее изобретение решает указанную задачу в объеме формулы изобретения, приведенной в настоящем описании. Преимущества настоящего изобретения более подробно описаны далее, дополнительные преимущества очевидны для специалиста в данной области техники при изучении описания изобретения.
[0012] В целом, в одном из аспектов в настоящем изобретении предложен способ обработки неферментированных бобов какао, включающий стадии: добавления воды к указанным неферментированным бобам какао с получением суспензии; мокрого измельчения указанной суспензии; термической обработки указанной суспензии при температуре 70°С или ниже; разделения суспензии на водную фазу (тяжелая фаза), жировую фазу (легкая фаза) и твердую фазу, причем указанная жировая фаза содержит масло какао в качестве основного компонента и твердые вещества и/или воду в качестве второстепенных компонентов, и указанная твердая фаза содержит какао-порошок и воду; а также стадию раздельной обработки трех фаз, которая необязательно включает отделение масла какао от жировой фазы, отделение какао-порошка от твердой фазы и отделение ароматических веществ какао и полифенольного порошка по меньшей мере от водной фазы.
[0013] Еще одним аспектом настоящего изобретения является обеспечение набора для изготовления шоколада или шоколадных изделий, содержащего масло какао, какао-порошок, полифенольный порошок и экстракты ароматических веществ какао, полученные описанным выше способом.
[0014] В другом аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения шоколада или шоколадных изделий, включающий стадии: добавления воды к неферментированным какао-бобам с получением суспензии; мокрого измельчения указанной суспензии; термической обработки указанной суспензии при температуре 70°С или ниже; разделения суспензии на три фазы, а именно водную фазу (тяжелую фазу), жировую фазу (легкую фазу) и твердую фазу, причем указанная жировая фаза содержит масло какао в качестве основного компонента и твердые вещества и/или воду в качестве второстепенных компонентов, и указанная твердая фаза содержит какао-порошок и воду; раздельной обработки трех фаз, которая включает отделение масла какао от жировой фазы, отделение какао-порошка от твердой фазы и отделение ароматических веществ какао и полифенольного порошка по меньшей мере от водной фазы; повторного объединения экстракта ароматических веществ какао с экстрактом масла какао; смешивания повторно соединенных экстрактов с указанным экстрактом какао-порошка, указанным порошкообразным экстрактом полифенолов и/или сухим молоком; а также конширования указанной смеси.
[0015] Еще одним аспектом настоящего изобретения является шоколад или шоколадное изделие, полученные с применением указанных выше способов или указанного выше набора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0016] На Фигуре 1 схематически представлен способ обработки ферментированных какао-бобов вплоть до обеспечения набора для изготовления какао-продуктов, а также последующий способ изготовления шоколада в соответствии с настоящим изобретением.
[0017] На Фигуре 2 схематически представлен пример обработки водной фазы после разделения фаз.
[0018] На Фигуре 3 схематически представлен способ изготовления шоколада или шоколадных изделий.
[0019] На Фигуре 4А схематически представлен пример способа изготовления темного шоколада/молочного шоколада с применением фракций, полученных после разделения и обработки жировой, твердой и водной фаз.
[0020] На Фигуре 4В схематически представлен пример способа изготовления белого шоколада с применением фракций, полученных после разделения и обработки жировой, твердой и водной фаз.
[0021] На Фигуре 4С схематично представлен пример способа изготовления шоколада или шоколадного изделия из 100% какао с применением фракций, полученных после разделения и обработки жировой, твердой и водной фаз и пульпы/слизи какао в качестве натурального подсластителя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022] Далее описаны иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения для более полного понимания настоящего изобретения.
Способ обработки неферментированных бобов какао
[0023] Способ обработки неферментированных бобов какао согласно первому варианту реализации настоящего изобретения в целом включает стадии: (а) добавления воды к указанным неферментированным бобам какао с получением суспензии; (б) мокрого измельчения указанной суспензии; термической обработки указанной суспензии при температуре 70°С или ниже; (в) разделения суспензии на водную фазу (тяжелая фаза), жировую фазу (легкая фаза) и твердую фазу, причем указанная жировая фаза содержит масло какао в качестве основного компонента и твердые вещества и/или воду в качестве второстепенных компонентов, и указанная твердая фаза содержит какао-порошок и воду; а также (г) раздельной обработки трех фаз, которая необязательно включает отделение масла какао от жировой фазы, отделение какао-порошка от твердой фазы и отделение ароматических веществ какао и полифенольного порошка по меньшей мере от водной фазы.
[0024] Выражения «отделение масла какао от жировой фазы» и «отделение какао-порошка от твердой фазы» относится к операциям, с помощью которых соответственно обеспечиваются концентрирование основных компонентов масла какао (в жировой фазе) или какао-порошка (в твердой фазе). Выражение «отделение ароматических веществ какао и полифенольного порошка по меньшей мере от водной фазы» относится к операции, с помощью которой ароматические вещества какао и полифенольный порошок извлекаются из соответствующей фазы в концентрированной форме. Указанные операции могут включать, но не ограничиваются ими, например, процессы фильтрации, сушки (например, выпаривание остаточной воды, необязательно в условиях вакуума) и/или центрифугирование.
[0025] Выражение «ферментация» в целом относится к любому действию или процессу, включающему ферментативное или метаболическое разложение (расщепление) органических материалов микроорганизмами и охватывает анаэробные и аэробные процессы, а также процессы, в которых сочетаются или последовательно осуществляются одна или более анаэробных и аэробных стадий. Термин «неферментированный» в данном описании относится к степени ферментации какао-бобов. Как известно специалистам в данной области техники, степень ферментации обозначается показателем ферментации (см. Shamsuddin and Dimick, Qualitative and Quantitative Measurements of Cacao Bean Fermentation, в "Proceedings of the Cacao Biotechnology Symposium", Ed. P.S. Dimick, p. 55-74, The Pennsylvania State University, 1986). В целом показатель ферментации неферментированных бобов составляет менее 0,5.
[0026] Неферментированные какао-бобы перед использованием на начальной стадии (а) добавления воды могут быть подвергнуты нескольким стадиям обработки, некоторые из которых заключаются в следующем.
[0027] Плод Theobroma cacao, как правило, содержит примерно 30-50 семян (то есть какао-бобов), окруженных пульпой и слизью внутри плода. Собранные плоды разрезают механически или вручную, предпочтительно с соблюдением санитарных норм, какао-бобы отделяют от оболочки плода какао.
[0028] В зависимости от требуемых вкусовых характеристик неферментированные какао-бобы можно использовать на стадии способа (а) без пульпы или вместе с частью или всей пульпой и слизью, содержащимися в плоде.
[0029] Отделение какао-бобов от пульпы может осуществляться вручную или механически. В предпочтительном варианте реализации пульпу и слизь отделяют от какао-бобов с помощью механического сепаратора. В еще одном предпочтительном варианте реализации какао-бобы отделяют от пульпы и слизи с помощью лопастного сепаратора, в котором имеется цилиндрическая решетка с вращающейся центральной осью, к которой прикреплены веслообразные лопасти, при этом лопасти перемещаются вокруг цилиндрической решетки, а пульпа и слизь просеиваются сквозь цилиндрическое сито, не повреждая какао-бобы. Пример механического сепаратора, который может быть использован для указанной цели, известен из документа США 2013/0316056 А1. Преимущество описанного механического разделения заключается в возможности обеспечения высокого выхода при разделении за короткое время обработки, что позволяет повторно вводить максимальное количество пульпы и слизи в промежуточные продукты и/или экстракты на последующих стадиях способов в соответствии с настоящим изобретением, которые более подробно описаны ниже.
[0030] В предпочтительном варианте реализации изобретения пульпу и слизь какао, полученные на стадии отделения пульпы, перерабатывают отдельно от неферментированных какао-бобов, а затем добавляют к суспензии до или во время стадий (а), (б), (в) или (г). В альтернативном предпочтительном варианте реализации пульпа может быть повторно введена на более поздней стадии в качестве натурального подсластителя, таким образом, используется преимущество, заключающееся в относительно высоком содержании сахара в пульпе. Предпочтительно указанные способы позволяют повторно вводить максимальное количество питательных полезных компонентов пульпы и слизи в промежуточные продукты, экстракты и конечные какао-продукты, а также тонко регулировать вкусоароматические вещества в экстрактах и конечном продукте. Повторно вводимые пульпа и слизь могут быть того же сорта, что и какао-бобы, что может быть предпочтительным, например, если экстракты и/или конечный какао-продукт должны быть продуктами одного происхождения. Альтернативно, пульпа может быть получена из другого сорта какао, отличного от сорта какао-бобов, или представлять собой смесь различных сортов.
[0031] В предпочтительном варианте реализации раздельная предварительная переработка пульпы и слизи какао, полученных на стадии отделения пульпы, может включать механическое и/или химическое разделение и удаление нежелательных компонентов. Нежелательные компоненты могут содержать остаточные компоненты оболочки и соединения, способствующие, например, чрезмерно горькому, кислому и/или неприятному вкусу. В другом предпочтительном варианте реализации раздельная переработка пульпы и слизи какао, полученных на стадии отделения пульпы, включает нейтрализацию и/или удаление кислотных компонентов, таких как, например, лимонная кислота и/или уксусная кислота. Предпочтительно указанный вариант реализации позволяет получать экстракты и какао-продукты, во вкусе которых отсутствует чрезмерное преобладание кислого вкуса пульпы, и в то же время содержатся большие количества питательных полезных компонентов из пульпы и слизи. В другом варианте реализации, отдельно или в комбинации с указанными выше вариантами реализации, предварительная переработка пульпы/слизи может включать стадию отделения сахаров или концентрирования сахаров в пульпе, например, методами экстракции или аналогичными. Указанный вариант реализации является особенно предпочтительным, если пульпа какао предназначена для применения в какао-продукте в качестве натурального подсластителя.
[0032] В предпочтительном варианте реализации неферментированные какао-бобы могут быть предварительно обработаны на стадии инкубации вместе с пульпой и слизью какао или без пульпы и слизи до стадии (а). Указанная стадия инкубации препятствует прорастанию какао-бобов в результате определенной физической и/или химической предварительной обработки, выполненной вскоре после извлечения бобов (с пульпой и слизью или без пульпы и слизи) из плодов.
[0033] В частности, возможно препятствовать прорастанию какао-бобов путем инкубации свежесобранных какао-бобов при повышенной температуре, например, при температуре 10-70°С, предпочтительно при температуре 10-55°С в течение периода времени от 2 часов до 10 дней, предпочтительно от 3 до 168 часов, в инкубационной среде. Как известно специалистам в данной области техники, особенно предпочтительно помещать какао-бобы (необязательно вместе с пульпой/слизью) в среду для инкубации немедленно после разрезания плода, предпочтительно в стерильных условиях, для максимально эффективного подавления спонтанной ферментации.
[0034] Инкубационная среда не имеет конкретных ограничений и может представлять собой водную кислую среду, например, использованную в способе обработки какао-бобов, описанном в документе США 8501256 В2, или водный раствор этанола.
[0035] Недостаток применения водной кислой среды в качестве среды для инкубации в известных способах обработки какао-бобов заключается в том, что значительные количества используемой кислоты (обычно неорганической или органической кислоты с преобладанием амфифильных кислот, при этом уксусная кислота является особенно предпочтительной, так как установлено, что она эффективно проникает в какао-бобы и сквозь биологические мембраны) остаются в бобах, и впоследствии их необходимо удалить путем термической обработки или подщелачивания, в противном случае конечный продукт будет иметь кислый и/или горький вкус. Кроме того, спонтанная активность микроорганизмов в нестерильных условиях может дополнительно способствовать образованию уксусной кислоты. Преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что указанные кислотные остатки можно эффективно удалить путем удаления кислоты из водной фазы, полученной на стадии (в), путем нейтрализации, дистилляции, экстракции, процессов с применением эмульсионной жидкой мембраны, высаливания или их комбинации без необходимости увеличения термической обработки твердых веществ какао или обработки твердых веществ какао путем подщелачивания, что позволяет сохранить благоприятно высокие количества питательных полезных ингредиентов и получить приятный, негорький или некислый вкус.
[0036] В предпочтительном варианте реализации инкубационная среда представляет собой водный раствор этанола, в котором неферментированные какао-бобы инкубируют при температуре 10-70°С, предпочтительно при температуре 10-55°С в течение периода времени от 2 часов до 10 дней, предпочтительно от 3 до 96 часов, причем объем водного раствора этанола является достаточным для того, чтобы покрыть какао-бобы. Преимущество стадии инкубации состоит в том, что она представляет собой простую, воспроизводимую и контролируемую альтернативу микробной (то есть дрожжевой и бактериальной) ферментации, и в то же время может быть обеспечен хороший вкусоароматический профиль какао. Концентрация этанола не имеет конкретных ограничений, если она является достаточно высокой для предотвращения спонтанной ферментации, вызванной эндогенными микробами; концентрация этанола в инкубационной среде может составлять 1-90% об., предпочтительно 1-12% об. В особенно предпочтительном с точки зрения эффективности подавления прорастания и стоимости обработки варианте реализации концентрация этанола в инкубационной среде составляет по меньшей мере 2% об. и менее 7% об.
[0037] Инкубационная среда дополнительно может содержать известные в данной области техники ферменты для применения в качестве ферментативных катализаторов в контролируемых реакциях с целью формирования прекурсоров ароматических веществ, таких как, например, гидрофильные олигопептиды и гидрофобные свободные аминокислоты.
[0038] Инкубацию, если она применяется, можно осуществлять в одну стадию или несколько стадий с различными условиями инкубации и/или средой инкубации. Как известно специалистам в данной области техники, условия инкубации, такие как рН или температура, могут быть изменены на протяжении одной стадии инкубации.
[0039] Стадия инкубации может дополнительно включать одну или более стадий механической и физической обработки, известных в данной области техники, до или во время инкубации. Например, указанная механическая обработка может включать, но не ограничивается ими, перемешивание, смешивание и взбалтывание и их комбинации, а физическая обработка может включать инфракрасную обработку и/или вакуумную обработку.
[0040] В случае, когда неферментированные какао-бобы подвергаются инкубации в соответствии с любой из указанных выше стадий, какао-бобы могут быть удалены из инкубационной среды и подвергнуты стадии (а) или стадии (а) с инкубационной средой.
[0041] В предпочтительном варианте реализации изобретения инкубированные неферментированные бобы подвергают стадии (а) без промежуточной стадии сушки. В другом предпочтительном варианте реализации неферментированные какао-бобы, используемые для стадии (а), вообще не подвергают предварительной сушке. Указанные варианты реализации являются предпочтительными с точки зрения затрат на переработку за счет меньшего расхода энергии.
[0042] В качестве сырьевого материала для стадии (а) могут быть использованы целые неферментированные какао-бобы, которые могут быть инкубированы, или неферментированные какао-бобы, которые впоследствии подвергают стадии «разрушения», в ходе которой бобы разбивают на более мелкие фрагменты какао-бобов (например, какао-крупку).
[0043] Как правило, переработка какао начинается со стадии (а) с получения суспензии неферментированных какао-бобов путем добавления воды до или во время измельчения какао-бобов/крупки.
[0044] Для получения суспензии какао-бобов добавляют воду. Несмотря на отсутствие конкретных ограничений, массовое соотношение воды и какао-бобов/крупки в полученной суспензии предпочтительно составляет от 1:1 до 6:1, более предпочтительно от 2:1 до 4:1, особенно предпочтительно примерно 3:1, что целесообразно с точки зрения технологичности на последующих этапах (например, легче происходит перекачивание, измельчение и разделение фаз).
[0045] При необходимости введения дополнительных вкусоароматических добавок в качестве источника воды могут быть также использованы альтернативные водосодержащие жидкости, предпочтительно одна или более жидкостей, выбранных из кофе, чая и жидкостей с содержанием воды от 60 до 95% масс, например, фруктовые соки, концентраты фруктовых соков или молоко. В предпочтительном варианте реализации изобретения пульпу и слизь какао, которые могут находиться вместе с неферментированными какао-бобами и крупкой на предыдущих стадиях, могут быть отделены от бобов, переработаны в соответствии с указанным выше способом и повторно добавлены к бобам до стадии (а) или могут быть получены иным способом, используют в качестве дополнительного источника воды, по отдельности или в комбинации с любыми указанными выше водосодержащими жидкостями. В случае применения указанных водосодержащих жидкостей, как правило, предпочтительно, чтобы содержание воды в полученной суспензии находилось в указанных выше соотношениях. Поскольку термическая нагрузка на дальнейших стадиях способа является относительно низкой, чувствительные к изменению температуры вкусоароматические вещества, происходящие из указанных жидкостей, сохраняются и могут благоприятно взаимодействовать с первичными и вторичными вкусоароматическими веществами какао-бобов.
[0046] Для получения какао-продуктов с кофейным ароматом кофейные зерна (целые или дробленые, необжаренные или обжареные) могут быть смешаны с неферментированными какао-бобами/крупкой во время получения суспензии в воде при условии, что какао-бобы/крупка составляют основную часть смеси бобов, так что содержание кофейных зерен не препятствует или не оказывает отрицательного воздействия на стадии мокрого измельчения и разделения фаз. Предпочтительно содержание кофейных зерен составляет менее 20% масс, в расчете на смесь бобов, более предпочтительно менее 10% масс.
[0047] На стадии (б) неферментированные какао-бобы/крупку подвергают одной или нескольким стадиям мокрого измельчения, в результате получают частицы бобов размером предпочтительно 50 мкм или менее, более предпочтительно 40 мкм или менее, еще более предпочтительно 20 мкм или менее. В результате уменьшения размеров частиц бобов до указанного диапазона существенно увеличивается площадь поверхности частиц бобов, подвергающейся воздействию, что позволяет более эффективно намачивать частицы бобов (например, водой, а не химическим растворителем) для улучшения результатов экстракции (например, большей экстракции жиров или липидов, ароматических веществ и/или полифенолов). Размер частиц бобов можно уменьшить, например, с помощью дисковых мельниц (например, мельниц с перфорированным диском), коллоидных мельниц (например, зубчатых коллоидных мельниц) или мельниц с корундовыми жерновами. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере на одной стадии помола клетки какао-бобов подвергались мацерации для лучшего смачивания материала какао-бобов растворителем (водой) из-за увеличения доступной площади поверхности какао-бобов, подвергнутых мацерации. Способы и устройства, применяемые для мокрого измельчения, не имеют конкретных ограничений при условии отсутствия нежелательного эмульгирования вследствие значительного выделения теплоты трения или значительных механических усилий. Например, при использовании нескольких стадий измельчения стадия грубого мокрого измельчения (например, необязательно с дополнительной водой) может быть проведена с помощью мельницы с перфорированным диском, и крупно измельченная суспензия может быть закачана в зубчатую коллоидную мельницу для стадии тонкого помола.
[0001] После стадии мокрого измельчения (б) на стадии (в) суспензию подвергают термической обработке при температуре не выше примерно 70°С для снижения общей тепловой нагрузки и предотвращения эмульгирования. В предпочтительном варианте реализации предварительно отделенную пульпу и слизь какао (непереработанную или переработанную отдельно от неферментированных какао-бобов) добавляют к суспензии до стадии (в), что способствует развитию вторичных ароматов во время реакций Майяра, протекающих при повышенных температурах. С точки зрения предпочтительного баланса между выходом масла какао и сохранением требуемых вкусоароматических веществ, таких как ароматические вещества, антиоксиданты и/или витамины, предпочтительными являются температуры нагрева 43-65°С. Для размягчения масла какао и/или улучшения механического разделения фаз особенно предпочтительным является диапазон температур нагрева 45-50°С. Нагрев суспензии с мокрым измельчением может быть осуществлен с помощью скребкового или трубчатого теплообменника, однако не ограничивается ими.
[0048] После этого на стадии (г) осуществляют разделение фаз с получением трех фаз, то есть водной фазы (тяжелой фазы), жировой фазы (легкой фазы) и твердой фазы, причем указанная жировая фаза содержит масло какао в качестве основного компонента и твердые вещества и/или воду в качестве второстепенных компонентов, а указанная твердая фаза содержит какао-порошок и воду. Для механического разделения частиц предпочтительно применять устройства, в которых используются центробежные силы, такие как декантеры или сопловые сепараторы. Например, может быть выполнена декантация суспензии для отделения неочищенных, крупных или массивных твердых веществ от жидкости (жидкостей), а затем более мелкие и/или тонкие твердые частицы могут быть дополнительно отделены от жидкостей, и/или масляные продукты могут быть отделены от немасляных продуктов.
[0049] Для улучшения разделения водной фазы (тяжелая фаза), жировой фазы (легкая фаза) и твердой фазой может быть использовано несколько стадий разделения и повторного объединения фаз. Например, жировая фаза, полученная на начальной стадии декантации, может быть дополнительно отфильтрована или центрифугирована для отделения оставшихся тонкоизмельченных частиц или воды от жировой фазы, и полученных таким образом тонкие частицы и вода могут быть повторно объединены с водой и твердыми фазами, полученными на начальной стадии декантации или на более поздней стадии обработки указанных фаз. Кроме того, водную фазу можно подвергнуть дальнейшим стадиям очистки, например, путем фильтрации с использованием вакуумных фильтров для удаления тонкоизмельченных частиц и уменьшения мутности жидкости.
[0050] После разделения трех фаз (например, водной фазы (тяжелая фаза), жировой фазы (легкая фаза) и твердой фазы) фазы могут быть переработаны по отдельности для отделения масла какао (от жировой фазы), какао-порошка (от твердой фазы), ароматических веществ какао (по меньшей мере из водной фазы, необязательно также из твердой фазы) и полифенольного концентрата (из водной фазы), как показано на Фигуре 1.
[0051] Как указано выше, жировая фаза (легкая фаза) может быть отфильтрована (например, с помощью вибрационного сита) и/или доставлена в трехфазный сепаратор (например, центрифугу) для удаления тонкоизмельченных частиц (которые могут быть необязательно добавлены к твердой фазе до или во время стадии сушки/обжаривания) и остаточной воды (которая может быть необязательно добавлена к водной фазе перед извлечением ароматических веществ). Масло какао получают путем фильтрации очищенной жировой фазы.
[0052] (Влажная) твердая фаза, полученная после разделения на три фазы, может быть необязательно переработана с помощью вальцовой дробилки с нагревом для уменьшения размера частиц и начала предварительной сушки. Кроме того, к отделенным твердым веществам какао перед сушкой необязательно могут быть добавлены сахар, сахарный сироп и/или фруктовые соки для развития аромата в процессе сушки/обжаривания.
[0053] Твердая фаза, полученная после разделения на три фазы, может быть аккуратно высушена и одновременно обжарена при температуре 55-100°С, с точки зрения снижения тепловой нагрузки и сохранения полезных для здоровья ингредиентов предпочтительно при температуре 55-70°С при пониженном давлении для сохранения вкусоароматических веществ, полученных в результате обжаривания, и других ароматических соединений. При необходимости указанные вкусоароматические вещества и другие ароматические соединения могут быть добавлены к маслу какао или позднее в процессе обработки какао-бобов на стадии извлечения ароматических веществ из водной фазы.
[0054] Способ сушки/обжаривания не имеет конкретных ограничений, сушку/обжаривание можно выполнить, например, в барабанной сушилке.
[0055] В предпочтительном варианте реализации стадию сушки/обжаривания выполняют в смесительном устройстве, описанном в документе ЕР 0711505 А1, для квитирования шоколадной массы. Указанное смесительное устройство содержит цилиндрический трубчатый корпус с горизонтальной осью, противоположные концы которого закрыты торцевыми пластинами, коаксиальную нагревательную или охлаждающую рубашку, через которую направляется, например, диатермическое масло или другая текучая среда для поддержания заданной температуры внутренней стенки корпуса. В трубчатом корпусе имеются входное и выпускное отверстия для твердой фазы. Выпускное отверстие сообщается посредством канала с устройством для отделения ароматической фазы от высушенного продукта. Устройство дополнительно содержит лопастный ротор для обеспечения вращения в трубчатом корпусе, лопасти ротора расположены в виде спирали и направлены для центрифугирования перерабатываемой твердой фазы и одновременного ее транспортирования к выпускному отверстию. Применение указанного смесительного устройства позволяет непрерывно выполнять стадию сушки/обжаривания и разделения ароматических веществ, полученных в результате обжаривания, и других ароматических соединений, а также значительно ускоряет переработку неферментированных какао-бобов/крупки до приготовления какао-порошка (сухого вещества какао), что обеспечивает длительность обработки менее 20 минут, обычно менее 15 минут.
[0056] В описанных выше способах обработки какао-бобов/крупки кислотные компоненты, такие как, например, уксусная кислота, образовавшаяся или добавленная до или во время инкубации какао-бобов, или лимонная кислота из пульпы и слизи какао, будут обнаружены в водной фазе и могут быть, таким образом, удобным способом нейтрализованы и/или удалены путем соответствующей обработки водной фазы после разделения фаз.
[0057] Способ удаления свободной кислоты из водной фазы не имеет конкретных ограничений, может быть использован любой подходящий способ, известный в данной области техники. Например, уксусная кислота может быть удалена из водной фазы путем дистилляции (например, экстрактивной дистилляции или реактивной дистилляции), экстракции (например, жидкость-жидкостной экстракции), процессов с применением эмульсионной жидкой мембраны, высаливания или их комбинации. Альтернативно, кислота может оставаться в водной фазе, если из нее селективно экстрагируют ароматические вещества какао и полифенольный порошок. Как показано на Фигуре 2, свободная кислота и другие нежелательные водорастворимые компоненты, такие как придающие вяжущие свойства и/или горечь низкомолекулярные полифенолы, могут быть удалены из водной фазы до или во время стадии деароматизации и/или до или во время стадии концентрирования.
[0058] Нейтрализация и/или удаление свободной кислоты из водной фазы имеет значительные преимущества по сравнению с известными способами, некоторые из которых будут рассмотрены далее.
[0059] Кислоту экстрагируют из какао-бобов или крупки из водной фазы перед стадией сушки/обжаривания твердой фазы. Поэтому для испарения кислоты не требуются длительная сушка/обжаривание и значительная термическая обработка ферментированных какао-бобов, в результате чего сохраняется высокое содержание ароматических веществ, антиоксидантов, витаминов. Также может быть значительно сокращена продолжительность процесса конширования.
[0060] Кроме того, экономия энергии за счет нагрева при более низких температурах, менее продолжительных стадий сушки/обжаривания и конширования значительно превосходит относительно высокие затраты, связанные с использованием воды и ее удалением, поэтому способ в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает также экономические преимущества по сравнению с традиционными способами изготовления шоколада или шоколадных изделий.
[0061] При этом, в отличие от традиционного изготовления какао-продуктов, для получения высококачественных какао-продуктов, таких как шоколад, могут быть использованы какао-бобы с относительно высоким содержанием кислоты и/или различной степени ферментации.
[0062] Замечательным преимуществом настоящего изобретения является то, что нежелательные гидрофильные компоненты (такие как придающие горечь и/или вяжущие свойства низкомолекулярные полифенолы (например, катехины)) также могут быть удалены из водной фазы. Таким образом, можно легко предотвратить нежелательные уровни терпкости и горечи, обычно связанные с какао-продуктами, изготовленными из неферментированных какао-бобов, даже в тех случаях, когда полностью исключается обжаривание неферментированных какао-бобов.
[0063] Кроме того, было обнаружено, что водная фаза, полученная на стадии декантации, также содержит требуемые ароматические вещества, которые могут быть извлечены в результате первой стадии концентрирования водной фазы для получения ароматических веществ. Также извлечение ароматических веществ какао может быть выполнено путем противоточной дистилляции (для разделения ароматических веществ и воды).
[0064] В необязательной второй фазе концентрирования можно испарить избыточную воду для получения полифенольного порошка.
[0065] Удалить нежелательную воду можно с помощью методов испарения, в результате которых получают требуемые ароматические вещества, суспендированные в воде. Кроме того, возможно получение концентрированных полифенолов. В еще одном варианте реализации можно увеличить извлечение ароматических веществ какао путем дистилляции с обратным потоком (например, для отделения ароматических компонентов от воды), которую предпочтительно проводят при низком давлении (менее 300 мбар) и комнатной температуре, чтобы сократить до минимума термическую обработку.
[0066] Как правило, в случае порчи микроорганизмами материалов, экстрагированных из какао (например, масла какао, какао-порошка, ароматических веществ какао и полифенольного концентрата), указанный материал можно дезодорировать с помощью вакуумного деаэратора. Кроме того, при заражении микроорганизмами возможна обработка под высоким давлением, например, паскализация (является целесообразной для сохранения ароматических веществ). Однако, в случае возникновения как порчи, так и заражения микроорганизмами можно использовать термическую обработку и дезодорацию. Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет быстро перерабатывать какао-бобы/крупку, так что рост микроорганизмов является минимальным.
[0067] С помощью описанного в данном документе способа (способов) неферментированные какао-бобы могут быть эффективно переработаны для получения требуемых коммерчески значимых выходов высушенного и экстрагированного какао- порошка, масла какао с гидрофобным ароматическим веществом какао, гидрофильным ароматическим веществом какао и полифенольными концентратами. Кроме того, некоторые полученные какао-продукты сохраняют или содержат требуемые уровни антиоксидантов и/или витаминов и/или содержат больше подходящих (например, менее горьких) вкусоароматических веществ, для которых, в свою очередь, не требуется добавления сахара (или, по меньшей мере, большого количества сахара) при использовании в пищевых продуктах.
Набор для изготовления шоколада или шоколадных изделий
[0068] Во втором варианте реализации изобретения обеспечен набор для изготовления шоколада или шоколадных изделий, который содержит множество продуктов экстракции какао-бобов, полученных в соответствии со стадиями способа, описанного выше в первом варианте реализации изобретения. Другими словами, набор для изготовления какао-продукта в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит по меньшей мере два ингредиента, выбранных из полифенольного порошка, какао-порошка, масла какао и экстрактов ароматических веществ какао, полученных описанными выше способами обработки какао-бобов. В предпочтительном варианте реализации набор для изготовления какао-продукта в соответствии с настоящим изобретением содержит все указанные выше экстракты.
[0069] Термин «шоколадное изделие» в настоящем описании относится к продукту, который подпадает под официальное определение «шоколада» по меньшей мере в одной стране, но не во всех странах, поскольку отличается по типу и/или содержанию компонента от официального определения шоколада. Использование пульпы/слизи какао для изготовления шоколада может, например, привести к отклонению от определения «шоколада» в соответствии с некоторыми национальными нормативными документами.
[0070] Набор для изготовления шоколада и шоколадных изделий в соответствии с настоящим изобретением эффективно обеспечивает сырьевые материалы для широкого ассортимента высококачественных продуктов на основе какао, из которых удалены водорастворимые нежелательные гидрофильные компоненты (такие как придающие горечь и/или вяжущие свойства низкомолекулярные полифенолы (например, катехины)), при этом поддерживается высокое содержание водорастворимых ароматических компонентов, полифенольных компонентов и витаминов какао-бобов/крупки и сохраняются их высокие концентрации благодаря незначительной термической обработке.
[0071] Таким образом, можно получить различные варианты питательного вкусного шоколада и шоколадных изделий, в которых типичные характеристики, разнообразие и сорт какао-бобов, особенно их основной вкус, воспринимаются без неприятного кислого вкуса, терпкости или горечи.
[0072] Примеры способов изготовления шоколада и шоколадных изделий на основе набора или экстрактов, полученных способом в соответствии с первым вариантом реализации, соответственно, будут приведены ниже.
Способы изготовления шоколада или шоколадных изделий
[0073] Продукты экстракции какао-бобов, полученные в соответствии со стадиями способа, описанного в первом варианте реализации, могут быть использованы для приготовления широкого ассортимента изделий из шоколада, как описано далее в третьем варианте реализации.
[0074] На Фигуре 4А представлен пример способа приготовления темного шоколада и молочного шоколада, в котором в масло какао сначала добавляют экстракты ароматических веществ какао, полученные в результате деароматизации водной фазы, и/или необязательно ароматические вещества какао, полученные на стадии сушки/обжаривания (как показано на Фигуре 2). Перед стадией конширования высушенный и обжаренный твердый какао-порошок смешивают с маслом какао с добавленным ароматическим веществом и тонко измельчают. При необходимости к смеси может быть добавлен полифенольный порошок для обеспечения более интенсивного вкуса и более высокого содержания антиоксидантов в конечном продукте. Дополнительно вкус можно изменить или развить путем добавления одного или нескольких ингредиентов, выбранных из сахаров, подсластителей, пульпы какао и/или фруктовых соков. В предпочтительном варианте реализации предварительно переработанную или непереработанную пульпу/слизь, более подробно описанную выше, добавляют в качестве натурального подсластителя. Для приготовления молочного шоколада дополнительно добавляют сухое молоко, предпочтительно до стадии смешивания. Необязательно, эмульгатор (например, лецитин) можно добавлять до конширования с целью снижения вязкости, контроля кристаллизации сахара и текучести шоколада, а также для гомогенного смешивания ингредиентов. Кроме того, дополнительные ингредиенты и вкусоароматические добавки, такие как, например, ваниль, ром и так далее, могут быть добавлены до или во время стадии конширования.
[0075] В процессе конширования происходит перераспределение из сухого какао в жировую фазу веществ, определяющих вкус, при этом из шоколада удаляются нежелательные уксусная, пропионовая и масляная кислоты, уменьшается влажность и смягчается вкус продукта. Температура конширования контролируется и изменяется в зависимости от различных типов шоколада (от 49°С для молочного шоколада до 82°С для темного шоколада). Продолжительность конширования в некоторой степени зависит от температуры, однако в традиционных процессах изготовления шоколада, как правило, составляет от 16 до 72 часов для обеспечения хороших результатов. В способе согласно настоящему изобретению продолжительность конширования предпочтительно составляет менее 16 часов, более предпочтительно менее 12 часов, как правило, 10 часов или менее. Таким образом, не происходит потеря требуемых вкусовых характеристик, которая наблюдается при длительном коншировании.
[0076] Альтернативным шоколадным изделием, которое может быть изготовлено способом изготовления шоколада в соответствии с настоящим изобретением, как показано на Фигуре 4В, может являться белый шоколад, который, как правило, представляет собой смесь масла какао, сахара, сухого молока, эмульгатора (например, лецитина), а также, необязательно, ванили для придания вкуса в зависимости от рецептуры производителя. В предпочтительном варианте реализации предварительно переработанную или непереработанную пульпу/слизь, более подробно описанную выше, добавляют в качестве натурального подсластителя вместо сахаров.
[0077] В традиционных способах изготовления белого шоколада используют дезодорированное масло какао. Масло какао, как правило, получают способами, включающими обработку тертого какао щелочными агентами, приводящими к высокому содержанию горьких вкусоароматических компонентов в масле какао, которые необходимо удалить, что может быть обеспечено путем экстракции с помощью органических растворителей или инжекцией пара для получения основы масла какао с незначительным запахом, без горечи и без вкуса для дальнейшего приготовления белого шоколада. Однако известно, что в результате указанных процессов происходит уменьшение содержания витаминов и антиоксидантов в масле какао.
[0078] Предпочтительно получение масла какао с меньшим количеством горьких вкусоароматических добавок, так как требуется незначительная переработка масла какао, если вообще требуется, для того, чтобы масло было пригодным для изготовления белого шоколада, что также обеспечивает сохранение большего количества требуемых компонентов, таких как витамины или антиоксиданты.
[0079] Кроме того, в результате повторного объединения масла какао с ароматическими веществами какао и/или ароматическими веществами обжаренного какао и/или полифенольным порошком, полученными способом согласно первому варианту реализации в соответствии с требуемым вкусом, можно получить белый шоколад, обладающий характерным и ощутимым ароматом какао.
[0080] Способ изготовления шоколада или шоколадного изделия с содержанием какао 100% схематически представлен на Фигуре 4С. Схема по существу соответствует схеме на Фигуре 4А за исключением того, что все ингредиенты получены исключительно из плодов какао. В соответствии с описанными выше способами можно получить 100%-ный какао-продукт, в котором, в отличие от известных аналогичных продуктов, отсутствуют нежелательные терпкость и горечь, как правило, присущие какао-продуктам, изготовленным из неферментированных какао-бобов, и в то же время сохраняется весьма большое количество питательных и ценных компонентов неферментированных плодов какао, таких как, например, полифенолы, антиоксиданты, витамины. Наконец, не менее важно, что в конечном продукте также использована пульпа какао, продукт содержит ценные питательные и полезные для здоровья ингредиенты, полученные из пульпы, такие как полифенолы, антиоксиданты, витамины и/или сахара. Кроме того, чрезмерно кислый вкус, обусловленный пульпой, может быть при желании уменьшен в результате предварительной обработки пульпы или путем удаления кислотных компонентов из водной фазы.
[0081] В целом шоколаду или шоколадным изделиям, полученным способами в соответствии с настоящим изобретением, можно придавать любую подходящую форму, например, упаковывать и продавать в виде блока или батончика, заполнять начинкой и использовать в качестве глазури, использовать в других кондитерских и хлебобулочных изделиях (например, в качестве глазури или начинки пирога, глазури или начинки бисквита, глазури или наполнителя коржей или глазури для мороженого). Кроме того, готовый шоколад или шоколадные изделия могут необязательно содержать дополнительные добавки, включенные до конечного применения продукта.
[0082] Множество других характеристик, модификаций и усовершенствований очевидны для специалиста в данной области техники из приведенного выше описания изобретения.