При обжаривании почти наполовину снижается количество водорастворимых дубильных веществ, а взамен их образуются аморфные вещества - флобафены, которые нерастворимы в воде и имеют коричневую окраску. В результате обжаривания в какао-бобах снижается содержание (+)катехина и (-)эпикатехина, антоцианов и частично из них удаляются летучие кислоты. Содержание летучих кислот в пересчете на уксусную кислоту уменьшается на 0,1%, о чем свидетельствует уменьшение титруемой кислотности. Обжаренные какао-бобы имеют на 25% меньше растворимых фракций белков (альбумин, глобулин, глютелин) за счет их денатурации.
Показано, что происходит снижение аминокислот и редуцирующих сахаров за счет сахаро-аминной реакции (реакции Майяра) и образования альдегидов и меланоидинов, которые также участвуют в образовании аромата и вкуса. До 1%, жира мигрирует из ядра в какаовеллу.
Обжаренные какао-бобы следует быстро охладить. Быстрое охлаждение увеличивает хрупкость и снижает окисление какао-масла.
Дробление какао-бобов и отделение какаовеллы.
Охлажденные какао-бобы поступают в дробильный аппарат, а затем в очистительно-сортировочную машину. Какао-бобы дробятся на кусочки размером от 0,75 до 8 мм, которые называются исходной смесью. Она состоит из кусочков ядра и какаовеллы. Исходная смесь на ситах делится на несколько фракций. Число фракций зависит от числа сит, их расположения и конструкции используемой машины. Деление на фракции производится для более полного разделения исходной смеси на крупку, т. е. кусочки ядра, имеющие большую масличность, и какаовеллу, содержащую небольшое количество жира. Крупка и какаовелла одинакового размера имеют разную парусность, определяемую скоростью воздуха, при которой частицы витают. Какаовелла отделяется от крупки одинакового размера обычно при помощи воздуха в аспирационных каналах. Масличность частиц крупки в каждой фракции одинакова, а вот полнота отвеивания неодинакова. Во фракциях с мелкими) размерами крупки и какаовеллы парусности близки, поэтому в этом случае полного разделения трудно достигнуть. В них менее полно отделяется какаовелла. В результате доля жира в них несколько снижена. Поэтому фракции крупок направляют на общий сборный конвейер, передающий их в сборную емкость, из которой часть крупки подается получения какао тертого, являющегося компонентом шоколадной массы, а другая - для прессования какао тертого.
Измельчение какао-крупки в какао тертое.
Получение какао тертого для шоколадной массы. При получен какао тертого, предназначенного в качестве составного компонента шоколадной массы, желательно сохранить его аромат, приобретенный при обжаривании. Вот почему измельчение крупки в какао тертое следует производить на оборудовании и такими способами, чтобы температура была минимальной и воздействие ее было бы кратковременным.
На отечественных фабриках крупку измельчают в ударно-штифтовых мельницах (дезинтеграторах) с холодильником и конденсатором с применением роторной и шариковой мельниц.
Препарирование какао тертого. Получение какао тертого для прессования из него какао-масла. Для того чтобы ускорить процесс отжатая масла и получения темноокрашенного жмыха, порошок которого пользуется повышенным спросом, какао-крупку целесообразно обрабатывать щелочами. При обработке щелочами происходит частичный гидролиз клетчатки. Стенки клеток крупки легче разрушаются, и какао-масло быстрее отжимается. Часть крупки, идущей для отжатая какао-масла, иногда подвергают дополнительной обработке раствором карбоната калия (поташа), что, конечно, увеличивает себестоимость. Это увеличение оправдано только тогда, когда требуется получить высококачественный какао-порошок. Обработку желательно проводить на автоматической линии, исключающей нарушение технологии.
Какао-крупку, подлежащую обработке поташом, можно транспортировать любым способом, так как ее частичное дробление при этом отрицательной роли не играет.
Если поташируемая порция какао-крупки получена из нескольких сортов какао-бобов, то при наличии дополнительных бункеров ее можно взвешивать с помощью порционных автоматических весов. Вместимость реакторов, используемых для поташирования, от 200 до 1500 кг. Вместо реакторов можно использовать автоклавы. Обработка в реакторах длится 80 мин при температуре до 80 °С, в автоклаве продолжительность обработки меньше. Доля вводимого раствора поташа составляет 0,2-0,25 массы обрабатываемой какао-крупки. Поскольку раствор не всегда имеет одинаковую концентрацию поташа, расчет следует вести так, чтобы масса сухого поташа в растворе составляла от 1 до 1,5% массы крупки. При поташировании какао-крупка увлажняется, доля сухих веществ понижается при указанных дозировках до 75-80%. Ее сушат до содержания сухих веществ 98-98,5%. Высушенную какао-крупку размалывают на оборудовании, в котором превалирует истирание измельчаемого вещества. Можно также использовать дисковые мельницы в сочетании с валковыми или шариковыми или в другой комбинации.
Лучшими являются следующие методы:
) Обработка щелочами какао-крупки с томлением. Фракцию крупки замачивают в смесителе раствором поташа (2% К2СОз+15% воды) или двууглекислой соды (в тех же соотношениях) и после этого выдерживают в теплой камере (45-50 °С) с периодическим перемешиванием 2-3 сут. Крупку, пропитанную щелочным раствором, подвергают легкой обжарке для удаления лишней воды. Реакция массы, обработанной с томлением, всегда слабокислая.
) Обработка щелочами какао-крупки без томления. Крупку замачивают щелочным раствором (0,8% К2СОз+15% воды или 1% NaНСО3 + 15% воды), затем слегка обжаривают, как в первом способе.
Прессование какао тертого. Часть какао тертого поступает в рецептурные смесители для приготовления шоколадной массы, другая: часть направляется на прессование для получения какао-масла, а из жмыха вырабатывают какао-порошок. Полученное масло добавляют в шоколадную массу.
Необходимость получения какао-масла и добавления его в рецептуру шоколада диктуется следующими причинами: в шоколадной массе для; изготовления из нее изделий количество какао-масла должно быть равно примерно 34-36%, а для глазури - немного больше (для обеспечения большей ее текучести). Расчетное количество какао-масла в какао тертом 54%; и если учесть, что в шоколаде содержится еще и сахар в соотношении с какао тертым приблизительно 2:1, то какао-масла будет не более 18%, следовательно, для того чтобы обеспечить содержание какао-масла; в шоколаде 35-38%, его необходимо добавить при получении шоколадной массы. Кроме того, кондитерские фабрики вырабатывают какао-масло для нужд медицинской и парфюмерной промышленности.
Препарированное какао тертое, прошедшее стадию вымешивания в течение 8-24 ч в сборниках при температуре 90-95 °С, подается в горизонтальный или вертикальный пресс гидропрессовой установки. Цикл прессования длится 20-25 мин и заканчивается при давлении на образовавшийся в рабочих камерах пресса какао-жмых в пределах 30-45 МПа. Продолжительность прессования зависит от полноты отжатия какао-масла, вязкости и дисперсности.
На вязкость какао тертого существенное влияние оказывает его влажность. Многократными исследованиями установлено, что наименьшей вязкостью обладает какао тертое влажностью 1,2-1,5%.
В значительной степени отжим какао-масла облегчается при более тонком измельчении какао тертого. Так, например, если дисперсность его, определенная по прибору Реутова, доведена до 93% мелких частиц, то выход какао-масла будет на 2-3% больше, чем выход какао-масла из грубоизмельченного какао тертого.
Эффективность прессования хорошо диспергированного какао тертого объясняется тем, что в нем лучше вскрыты клетки и из их тканей легче освобождается какао-масло.
С учетом вышеизложенных соображений выбирают соответствующую технологическую обработку какао тертого и подготовку его к прессованию. Она заключается в том, что какао тертое в течение нескольких часов тщательно перемешивают и нагревают до 85-90 °С. В результате механического и теплового воздействий снижается влажность и уменьшается вязкость какао тертого; тонкая дисперсность его должна быть обеспечена при размоле какао-крупки.
После отжатия из какао тертого какао-масла чаши пресса раскрываются, и из них выпадают диски жмыха температурой 90 °С и выше. Конвейер подает диски в жмыходробилку, в которой они дробятся на куски размером с грецкий орех. Куски дробленого жмыха охлаждаются и дозируются в дисмембратор. При дроблении получается горячий порошок (Т= 110 °С), который воздухом подается в теплообменный аппарат. В теплообменнике порошок охлаждается до температуры 16 °С. В циклоне-осадителе порошок отделяется от воздуха и подается на фасование или в производство, если это производственный какао-порошок.
Выход какао-масла при прессовании зависит также от вязкости, дисперсности какао тертого, от времени вымешивания массы/
Получение шоколадных масс/
Шоколадные и ореховые массы при температуре выше температуры плавления содержащихся в них жиров представляют собой суспензии.
Шоколадная масса - это полуфабрикат, полученный смешиванием сахарной пудры с какао-маслом, какао тертым и добавками. Из шоколадной массы без добавок готовят натуральный шоколад, а с наполнителями - шоколад с добавками. Тот и другой может быть как обыкновенным, так и десертным. Отличие лишь в том, что в десертном шоколаде дисперсность частиц большая. Шоколадная масса в зависимости от температуры может быть твердой и жидкой.
Качество шоколадных масс определяется дисперсностью. Под дисперсностью понимается доля частиц размером до 20 мкм в общем количестве твердых частиц, выраженная обычно в процентах. Например, обыкновенная шоколадная масса содержит 92% частиц размером до : 20 мкм, следовательно, ее дисперсность составляет 92%. Дисперсность десертной шоколадной массы не менее 97%, а с добавками - 96%. Определение дисперсности производится по методу Реутова.
Шоколадные массы готовят на механизированных поточных линиях как с объемным дозированием компонентов, так и с дозированием по массе. На них производятся следующие операции. Сахар-песок из силосов, какао тертое, вкусовые добавки и часть какао-масла из сборников дозируют по массе в смеситель, установленный на весовой платформе. В смесителе компоненты тщательно перемешиваются, образуя однородную тестообразную массу температурой не выше 40 °С и массовой долей жира до 28%. Затем масса поступает в бункер двухвалковой мельницы. В мельнице кристаллы сахара-песка измельчаются до размеров частиц клетчатки какао тертого, в результате чего фракционный состав рецептурной смеси становится однородным. Затем масса распределяется по пятивалковым мельницам, число которых в зависимости от производительности смесителя может достигать семи. Мельницы измельчают частицы дисперсной фазы, и общая поверхность частиц становится значительно большей. На этой увеличенной поверхности адсорбируется свободное какао-масло, отчего масса становится как бы сухой.
Конширование.
Легко комкующаяся при сжатии пальцами масса с верхних валков мельниц ссыпается и подается в конш-машины, где порция шоколадной массы обрабатывается длительное время. Процесс конширования с целью облагораживания массы предложил Роберт Линдт в 1877 г. С тех пор технология и оборудование, на котором готовится шоколадная масса, существенно изменились. Однако этот процесс остался прежним, так как его сущность за 100 с лишним лет не изменилась.
Конширование - это длительное многочасовое механическое воздействие на шоколадную массу, которое осуществляется в специальных конш-машинах. Конш-машины бывают периодические, продольные корытные, вертикальные, циркуляционные, горизонтальные, с высоким эффектом сдвига и непрерывного действия, также с высоким эффектом сдвига. В этих машинах достигается гомогенность шоколадной массы, разрушаются агломераты, сглаживаются острые грани частиц дисперсной фазы. Процесс конширования длится 50-72 часа для шоколада без добавок при температуре 65-70 ОС, а для шоколада с молоком при температуре 45-50ОС
За счет превращения механической энергии в тепловую при перемешивании повышается температура. Все это приводит к снижению предельного напряжения сдвига и вязкости шоколадной массы. Кроме того, при коншировании удаляются летучие органические кислоты, чуть-чуть снижается влажность, а также заканчиваются массообменные процессы и химические реакции, в которых участвует воздух.
При любом способе конширования вязкость массы проверяют после обработки и добиваются, чтобы она была в пределах 11-14 Па-с при температуре 40 °С. Если вязкость выше указанных значений, то ее снижают добавлением какао-масла, рассчитывая его количество так, чтобы общее содержание жира в шоколадной массе было равно минимальному рецептурному пределу.
Темперирование шоколадных масс.
Шоколадная масса после конширования имеет температуру около 50 °С. Из жидкой шоколадной массы изделия формуют отливкой в пластмассовые и металлические формы. Для хорошего заполнения формы вязкость массы должна быть небольшой. Вязкость жидкой шоколадной массы зависит от доли какао-масла, температуры и в меньшей степени от доли какао тертого. Доля какао-масла в шоколадной массе должна быть минимальной и согласно унифицированным рецептурам должна составлять 0,35. Какао-масло обладает полиморфизмом. В готовых изделиях, способных к хранению, какао-масло должно находиться только в стабильной b-форме. Поэтому перед формованием шоколадную массу темперируют.
Темперирование - это создание центров кристаллизации какао масла, равномерно распределенных во всем объеме, что достигается охлаждением массы до температуры начала затвердевания, т. е. 32 °С, или немного ниже с определенной скоростью при энергичном перемешивании. Несоблюдение этого условия вызывает жировое поседение шоколада.
Жировое поседение - это самопроизвольный переход нестабильных; твердых форм какао-масла в стабильную кристаллическую форму на поверхности изделия.
Нестабильные формы какао-масла при понижении температуры ниже 19,5 °С существовать не могут из-за слишком большого избыточного запаса потенциальной энергии. Поэтому при понижении температуры поверхности изделия ниже указанной начинается самопроизвольная кристаллизация масла на поверхности, которая сопровождается выделением скрытой теплоты кристаллизации, равной 125,7 кДж/кг, и сокращением объема. Выделение энергии приводит к повышению температуры, а следовательно, к увеличению кинетической энергии молекул. Становясь более подвижными, молекулы перемещаются к свободному пространству между молекулами, которое образуется вследствие более плотной «упаковки» молекулы в кристаллической структуре. Занимая свободное место около уже имеющейся кристаллической структуры они располагаются в следующем узле кристаллической решетки. Вся поверхность массы покрывается кристаллами какао-масла, отчего цвет поверхности становится серым. Масса как бы покрывается серым налетом, состоящим из сплошного слоя сросшихся кристаллов какао-масла.
Доля какао-масла в поверхностном слое несколько увеличивается вследствие диффузии масла к первоначально возникшим центрам кристаллизации на поверхности массы. В изломе такая масса имеет зернистую структуру. Промежутки между частицами сахара и какао тертого сплошь заполнены маслом. Серый налет на поверхности производит, впечатление плесени, хотя такая масса доброкачественна и совершенно безвредна. Таким образом, целью темперирования является устранение жирового поседения шоколада. Жирового поседения не происходит, если во всем объеме массы равномерно созданы центры кристаллизации какао-масла устойчивой b-формы. Для этого шоколадную массу следует довольно быстро охладить до 35 °С, а затем медленно снижать температуру до 30 или 28 °С (в зависимости от состава) при интенсивном перемешивании. При температуре 30 °С массу выдерживают, не прекращая перемешивания. Вследствие большой вязкости и значительной массы молекулы какао-масла имеют малую скорость, что затрудняет создание центров кристаллизации. Шоколадную массу темперируют в автоматизированных темперирующих машинах.
Темперирование шоколадной массы в автоматизированных многозонных темперирующих машинах протекает непрерывно в очень тонком слое при весьма интенсивном перемешивании.
Стабильность температуры оттемперированной шоколадной массы до момента заполнения ею форм - второе непременное условие получения качественного изделия, поэтому перед заполнением формы обязательно подогревают до температуры шоколадной массы.