ОБЖАРКА КАКАО БОБОВ

При обжарке преследуется цель изменить структуру какао бобов, что позволит разделить их на составные части, подвергнуть тонкому размолу ядро, максимально выделить из его клеток жир. За счет протекающих в ядре какао бобов физико-химических процессов, вызванных высокой температурой, добиться значительного улучшения вкуса и аромата, а, следовательно, обеспечить формирование вкуса и аромата в готовых шоколадных изделиях. Поэтому обжарка какао бобов является одной из важных технологических операций в производстве шоколада.

Обжарка какао бобов осуществляется в аппаратах различной конструкции, поэтому отличается по продолжительности и температурным режимам. Наиболее совершенными в настоящее время признаны непрерывно действующие сушилки. Они предназначены для предварительной сушки и обжарки целых какао бобов и какао крупки, а также ядер лесного ореха, миндаля, арахиса и т.п.

Сушилки этого типа относятся к одноканальным двухзонным вертикальным сушилкам с замкнутым циклом движения теплоносителя. Принципиальная схема подобной сушилки и ее описание представлено в подразделе 5.2.

Влажность обжаренных какао бобов еще не определяет их качество, так как в зависимости от режимов обжарки при одной и той же конечной влажности происходят различные изменения в бобах. Важным фактором является равномерность обжарки. В какой-то степени она достигается предварительной сортировкой какао бобов по размерам; так как бобы определенного сорта, одинакового размера не отличаются по химическому составу, при термической обработке они подвергаются примерно равному тепловому воздействию.

При обжарке целых какао бобов температурное поле по толщине распределяется неравномерно. Верхние слои прогреваются сильнее, чем центральные. Чтобы устранить этот недостаток, лучше проводить обжарку какао крупки, полученной на специальных дробильно-сортировочных машинах из сырых или подсушенных какао бобов. Такой способ практикуется на кондитерских предприятиях зарубежных фирм. В обжариваемой какао крупке все процессы протекают более интенсивно.

Условия термической обработки должны выбираться в зависимости от специфических свойств какао бобов – их сорта, дальнейшего назначения, степени ферментации, способа сушки после ферментации, содержания влаги, размеров и формы.

Так, какао бобы Арриба, имеющие толстую оболочку, и Ява – с тонкой, рыхлой оболочкой требуют разных режимов обжарки. Хорошо ферментированные, полученные из зрелых плодов и обладающие выраженным характерным ароматом, какао бобы следует обжаривать при более низких температурах, чтобы не потерять их ценные ароматические вещества. Массовые, потребительские сорта, а также кислые и недостаточно ферментированные какао бобы обычно обжаривают при более высоких температурах, чем сортовые.

Какао бобы, используемые для производства какао тертого, из которого прессуют какао масло, обжаривают при более высокой температуре, чтобы добиться конечной влажности 1,2 – 1,5%.

Повышение температуры поверхностных и внутренних слоев какао бобов способствует и значительно ускоряет протекание физических, химических, биохимических и коллоидных процессов.

Кроме удаления влаги, во время обжарки происходят количественные и качественные изменения практически всех составных частей какао бобов: белковых веществ, сахаров, органических кислот, дубильных и фенольных соединений, красящих веществ, жира и др. Эти изменения обуславливают структурные свойства оболочки и ядра, появление вкуса и аромата, изменение цвета какао бобов и решающим образом влияют на качество готовых изделий.

В конце обжарки влажность какаовеллы не превышает 0,2%, что указывает на полную денатурацию белковых веществ, оболочка приобретает свойства твердого, пористого, хрупкого тела, она легко отделяется от ядра и дробится. Ядро также становится твердым и хрупким и легко дробится.

Нарушается целостность клеточной структуры ядра. При высокой температуре вода в клетках превращается в пар, возникает давление пара, которое вызывает разрыв клеточных стенок, что при размоле какао крупки способствует более свободному и полному выходу из клеток жира.

В процессе прогревания внутренних слоев какао бобов протекают коллоидные процессы, связанные с изменениями белков и крахмала. При невысоких температурах (до 60°С) происходит гидролиз белка с образованием дополнительных количеств свободных водорастворимых аминокислот, таких как: лизин, гистидин, аргинин, валин и др. При достижении температуры 60 – 70°С белковые вещества ядра какао бобов денатурируются и свертываются, вызывая отмеченные выше структурные изменения. Это подтверждается снижением растворимых фракций белковых веществ.

Несколько раньше, при температуре 50 – 60°С, начинается набухание крахмальных зерен и частичная клейстеризация, что вызывает переход части крахмала из нерастворимой в растворимую форму.

Чем выше температура и более продолжителен процесс обжарки, тем полнее происходят денатурация белковых веществ и обезвоживание набухших зерен крахмала.

Высокая температура и кислая среда создают условия для кислотного гидролиза оставшейся после ферментации какао бобов сахарозы. При ее инверсии образуются глюкоза и фруктоза, которые частично распадаются на многие химические вещества, а частично вступают в реакцию со свободными аминокислотами. Это приводит к общему снижению сахаров при обжарке.

При термической обработке какао бобов происходит сахароаминная реакция, которая является сложным многоступенчатым окислительно-восстановительным процессом соединения восстанавливающихся сахаров и свободных аминокислот с образованием многих новых химических веществ, влияющих на вкус, аромат и окраску какао бобов. Среди них – различные альдегиды и меланоидины.

Содержание аминокислот снижается на 40%, но наиболее быстро уменьшается количество следующих аминокислот: лейцина, фенилаланина, изолейцина, гистидина и глютаминовой кислоты.

В процессе обжарки какао бобов происходит частичное удаление вместе с парами воды летучих веществ, в том числе кислот. Содержание летучих кислот снижается примерно на 0,1% в пересчете на уксусную кислоту. Незначительное уменьшение летучих кислот объясняется накоплением определенного количества летучих и нелетучих органических кислот в результате тепловой деградации сахаров, при которой образуются муравьиная, уксусная, пропионовая и янтарная кислоты. Таким образом, изменяется не только содержание летучих кислот, но и свободных нелетучих кислот.

В процессе обжарки какао бобов количество свободных кислот уменьшается, а содержание связанных возрастает. Уменьшаются титруемая кислотность и рН бобов.

Большое влияние на вкус какао продуктов оказывают дубильные и фенольные вещества. Водорастворимые дубильные вещества придают изделиям терпкий, горький, вяжущий вкус. Их содержание в товарных какао бобах в зависимости от сорта колеблется от 3 до 7% (на сухое и обезжиренное вещество). При обжарке содержание дубильных веществ уменьшается примерно на 1%. Они конденсируются и образуют сложные, темноокрашенные соединения – флобафены.

При обжарке изменяются собственные красящие вещества какао бобов, они относятся к группе антоцианов. Это глюкозиды, при нагревании которых в присутствии кислот происходит расщепление на глюкозу и красящее вещество антоцианидин. Антоцианидины придают какао бобам фиолетовую окраску, они не растворимы в спирте, эфире, слабо растворяются в воде и обладают горьким, вяжущим вкусом.

Таким образом, в процессе обжарки изменение цвета какао бобов происходит в результате образования меланоидинов, меланинов, флобафенов и антоцианидинов.

При обжарке какао бобов изменяется общее содержание и фракционный состав липидов. Количество свободных липидов в ядре уменьшается по отношению к их содержанию в ядре сырых бобов на 0,37%, количество связанных увеличивается на 0,26% и прочносвязанных – на 0,09%.

Часть какао масла (в пределах 0,2 – 0,6% к сухому веществу) переходит из ядра в оболочку. Однако, при высокой температуре обжарки (более 160°С) потери жира за счет диффузии достигают 2%. Потери какао масла за счет гидролитического расщепления, составляющие 0,3 – 0,6%, с повышением температуры и увеличением продолжительности обжарки возрастают. Переход какао масла из ядра в оболочку наблюдается также за счет его миграции при охлаждении какао бобов.

Изменение вкуса и аромата какао бобов в процессе обжарки обусловлено в основном химическими превращениями веществ, входящих в состав бобов. Причем, решающую роль играют продукты сахароаминной реакции и окисление полифенолов. В обжаренных какао бобах установлено более 300 соединений, из которых 46 являются специфическими для аромата какао. К ним относятся органические кислоты, сложные эфиры, альдегиды, пиразины и амины. Многие ароматические вещества растворены в какао масле.

После термической обработки какао бобы необходимо как можно быстрее охладить до температуры 30 – 35°С. При этом прекращаются физико-химические процессы, происходящие при высокой температуре, уменьшается миграция какао масла в оболочку. Ядро и какаовелла становятся твердыми и хрупкими, оболочка легко отделяется от ядра, т.е. создаются благоприятные условия для получения полуфабриката – какао крупки.