Темперирование и щелочная обработка какао тертого

Полученное в результате размола крупки какао тертое перекачивают в сборники большой емкости, оборудованные пароводяной рубашкой и мешалкой. Верхняя часть сборников связана с системой вытяжной вентиляции для удаления выделяющихся при темперировании какао тертого водяных паров и летучих веществ.

Какао тертое подвергается длительной (в течение нескольких часов) тепловой обработке при непрерывном, энергичном перемешивании и температуре 85-90°С.
Перемешивание препятствует расслоению массы, способствует более равномерному ее нагреванию, аэрированию, что ускоряет физико-химические процессы. При длительном перемешивании агрегаты твердых частиц, образовавшиеся в процессе получения какао тертого, разрушаются, а разрозненные частицы равномерно распределяются в какао масле, уменьшается влажность какао тертого, что способствует снижению вязкости массы.

Качество и вкусовые особенности шоколадных изделий в значительной степени зависят от физико-химических показателей основного полуфабриката - какао тертого. Качество какао тертого, в свою очередь, предопределяется химическим составом какао бобов, режимами их ферментации и обжарки, а также зависит от продолжительности и условий темперирования.
Входящие в состав какао тертого редуцирующие сахара, аминокислоты и фенольные соединения существенно влияют на формирование специфического вкуса какао продуктов. Водорастворимые дубильные вещества, летучие и нелетучие органические кислоты придают какао продуктам кислый, вяжущий вкус и неприятный запах. Поэтому максимально возможное удаление указанных веществ является первоочередной задачей при обработке какао тертого.

Длительное тепловое воздействие в сочетании с аэрированием, насыщением массы кислородом воздуха, способствуют протеканию ряда физико-химических процессов, обуславливающих изменение химического состава какао тертого, образование новых химических соединений, что улучшает его вкус, аромат и цвет.
Физико-химические процессы при термической обработке какао тертого в цилиндрических сборниках большой емкости протекают очень медленно, поэтому процесс темперирования длится несколько часов. Для интенсификации воздушно-термической обработки лучше использовать пленочный аппарат батарейного типа - петцомат фирмы «Петцольд» (Германия) (рис. 1). Процесс обработки включает увлажнение и эмульгирование какао тертого, перемешивание и нагревание в тонком слое до температуры 100-115°С, принудительное активное аэрирование встречным нагретым воздухом, что создает благоприятные условия для дезодорирования, удаления влаги, летучих кислот, других нежелательных примесей и протекания ряда физико-химических процессов.
На станине 10 аппарата расположены три колонки - статоры 9 цилиндрической формы с рубашками 7 для обогрева, в которых установлены роторы 8, закрепленные в подшипниках. Роторы приводятся во вращение от индивидуальных электродвигателей. На каждом из роторов в четыре ряда закреплены специальные распылительные лопатки, не доходящие до стенки статора на 0,5-1,0 мм. Нагретый в электрических подогревателях воздух поступает в полый вал ротора и далее в кольцевое пространство между ротором и статором.

Рис. 1. Схема работы пленочного аппарата петцомат

Какао тертое температурой 85-90°С непрерывно подается насосом 4 в верхнюю часть первой колонки и распределяется в виде тонкого слоя, совершающего турбулентное движение по спирали. Вместе с какао тертым дозируется насосом 2 через клапан-расходомер 3 дистиллированная вода в количестве от 0,5 до 2 %. Предварительно вода нагревается в емкости 1 с мешалкой. Вода быстро эмульгируется с обрабатываемым продуктом.
Если обрабатывают какао тертое, содержащее небольшое количество летучих кислот, добавление воды не является необходимым. Напротив, при обработке какао тертого, полученного из бобов Байя, содержащих большое количество летучих кислот, добавление воды является обязательным.
Под действием своей массы продукт непрерывно продвигается сверху вниз по внутренней стенке цилиндрического корпуса статора. Вентиляторами 12 из воздуховодов 11 с электронагревателями в каждую колонку подается навстречу продукту подогретый воздух, который испаряет влагу и дезодорирует какао тертое, после чего выбрасывается в циклон- каплеуловитель 15, а из него в атмосферу.
Обработанный в первой колонке продукт через нижнее разгрузочное отверстие поступает в насос и передается им во вторую, а затем и в третью колонку, в которых процесс тепловой обработки повторяется в той же последовательности. Управление работой установки осуществляется с пульта 13.
При обработке в петцомате какао тертое постепенно нагревается до температуры 115±2°С, влажность его снижается от 3,5 до 0,5-0,7 %, удаляется до 80 % легколетучей фракции, состоящей из воды, уксусной кислоты и других нежелательных примесей, наполовину уменьшается вязкость полуфабриката. Происходят и другие химические превращения.
Производительность установки - 1,0-1,2 т «облагороженного» продукта в час.
Если какао тертое предназначается для отжима масла, влажность его не превышает 1,2 %.
По данным Л.С. Кузнецовой, при длительном темперировании (более 5 ч) какао тертого происходят структурные изменения клеточной ткани, повышается проницаемость клеточных оболочек и мембран в неразрушенных при размоле крупки клетках. В результате выделения содержимого клеток увеличивается содержание сахарозы. Несмотря на протекание сахароаминной реакции, в которой участвуют редуцирующие сахара и свободные аминокислоты, суммарное содержание Сахаров увеличивается.
Большое распространение на практике получило сочетание темперирования с обработкой какао тертого щелочными реагентами. В качестве последних рекомендуется использовать различные соли: карбонат калия в количестве 0,6 % с 1,2 % воды к массе какао тертого; карбонат аммония в количестве 1,0 % с 2,5 % воды; бикарбонат натрия в количестве 1,2 % с 2,5 % воды; карбонат магния в количестве 0,1 %; окись магния и другие.
Такой широкий выбор химических реагентов указывает на недостаточную обоснованность их применения. Выбор соли должен быть обусловлен прежде всего безвредностью для организма человека, широкой доступностью для промышленности и минимальной стоимостью. Кроме того, соль должна хорошо растворяться в воде, быть устойчивой при температурах обработки какао тертого, не должна образовывать с веществами какао стойких химических соединений.
Кроме карбоната калия (К2С03) ни одна из перечисленных выше солей полностью не удовлетворяет названным требованиям.

При темперировании в сборниках в течение 2-3 ч влажность какао тертого уменьшается с 1,8 до 1,0 %; впоследствии ее величина изменяется незначительно. Добавление в какао тертое насыщенного раствора карбоната калия или бикарбоната натрия повышает начальную влажность до 3,0-3,2 %, что вынуждает увеличить продолжительность обработки при температуре 90°С на 1,5-2 ч. Уменьшение концентрации растворов солей требует значительного удлинения процесса обработки в температурных сборниках, что ухудшает качество какао тертого за счет глубокого распада редуцирующих сахаров и аминокислот. По мере уменьшения влаги вязкость какао тертого изменяется от 1,6 до 0,6 Пас.