Сорта какао-бобов, их ферментация и сушка

Классификация

По месту произрастания все какао бобы делятся на три группы:

африканские, американские и азиатские. Часто название того или другого сорта какао бобов совпадает с названием страны, где их культивируют. Так, к африканским относятся такие сорта: Гана, Камерун, Нигерия, Ангола, Кот-д'Ивуар и др.; к американским - Куба, Байя, Гренада, Арриба, Тринидад и др., к азиатским - Ява, Цейлон и др.

По своим качественным признакам все какао бобы подразделяются на две группы:

потребительские и благородные. Первые отличаются ярко выраженным горьким, терпким и кислым вкусом. К ним относятся все африканские сорта какао бобов и американский сорт Байя (Бразилия). Благородные сорта какао бобов отличаются выраженным вкусом и приятным ароматом. К ним относятся американские и азиатские сорта.

Учитывая вкусовые особенности отдельных сортов какао бобов, при их переработке составляется смесь из разных сортов, чтобы создать определенный вкус и аромат (букет) шоколада.

Сырые какао бобы входят в состав плодов какао, произрастающих и созревающих на дереве какао "Theobpama cacao L". Плод какао состоит из оболочки толщиной 15-20 мм и красновато-желтой мякоти (пульпы), внутри которой расположены пятью рядами 30-50 миндалевидных семян (бобов) длиной около 2,5 см.

Извлеченные из плодовой мякоти семена имеют резко выраженный горький вяжущий вкус и серовато-фиолетовый цвет в изломе. Они не обладают вкусовыми и ароматическими свойствами, характерными для шоколада и какао порошка. В таком виде их нельзя использовать для приготовления шоколадных изделий.

Ферментация

Чтобы улучшить вкус, аромат и цвет какао бобов и отделить от них плодовую мякоть, их подвергают на плантациях ферментации и сушке. Ферментация является первоначальной стадией обработки свежих какао бобов. При ферментации происходят изменения в пульпе и семядолях, связанные с действием ферментов. Различают внешнюю ферментацию, обусловленную биохимическими процессами в пульпе, и внутреннюю - связанную с физико-химическими процессами в семядолях.

В свежих какао бобах содержатся разнообразные ферменты:

амилаза, протеиназа, липаза, каталаза, (В-галактозидаза, полифенолоксидаза, диастаза, пероксидаза и др. Активность действия каждого фермента зависит от состояния субстрата, его концентрации, количества воды, рН среды, температуры. Поэтому при ферментации какао бобов не все перечисленные выше ферменты проявляют одинаковую активность, что связано с анаэробными и аэробными условиями ферментации, непрерывными изменениями температуры, рН среды и содержания влаги.
Для ферментации свежие бобы, с приставшей к их поверхности плодовой мякотью, складывают в деревянные ящики, земляные ямы или насыпают в кучи, сверху укрывают брезентом или слоем банановых листьев, что бы сохранить тепло, выделяемое в процессе ферментации.

Биохимические процессы при ферментации протекают прежде всего в пульпе под действием микроорганизмов, для которых пульпа представляет собой питательную среду.
В состав пульпы входят 10-13 % сахаров (сахароза, глюкоза, фруктоза), 80-90 % воды, пектиновые вещества, органические кислоты, азотистые вещества, рН пульпы 3,6-3,7.
Начальная стадия ферментации протекает в анаэробных условиях, так как поверхность между бобами почти полностью заполнена пульпой, и содержание кислорода в среде низкое. Анаэробные условия, высокое содержание сахара в мякоти, низкое значение рН среды благоприятны для роста и размножения дрожжей, которые быстро сбраживают сахара и образуют большое количество этанола и диоксида углерода. В процессе брожения выделяется теплота.
К концу первых суток температура бобов повышается до 32-33 °С, их перемешивают для равномерной ферментации во всех слоях. К концу вторых суток температура бобов достигает 37-38 °С, их снова перемешивают. К концу третьих суток температура повышается до 45-50 °С. К этому времени из-за бактериального окисления спирта брожение переходит в уксуснокислое. В пульпе накапливается уксусная кислота.
Одновременно с процессом брожения сахаров пульпы происходит ее разжижение в результате вытекает в виде жидкости, содержащей спирт, уксусную кислоту и воду. Эти вещества частично переходят в семядоли бобов, изменяя их химический состав и влажность. Внешняя ферментация (в пульпе) создает условия для внутренней ферментации (в какао бобах).
В анаэробных условиях под действием гидролитических ферментов в семядолях протекают биохимические процессы, в результате которых накапливаются редуцирующие сахара и свободные кислоты. Происходит окисление полифенолов и гидролиз антоцианов, что смягчает горький вяжущий вкус какао бобов и изменяет их окраску.
Когда температура ферментации достигает 45-50 °С, происходит частичный гидролиз протеина, что вызывает структурные изменения семядолей и нарушение целостности клеток, накопление водорастворимого азота. В процессе ферментации активность ферментов падает. При достижении 45-50 °С многие ферменты частично или полностью инактивируются.

Наряду с биохимическими при ферментации протекают физико-химические процессы, которые вызывают структурные изменения в тканях семядолей. Семядоли состоят из различных клеток, разделенных мембранами. Мелкие клетки (от 23 до 40 мкм) содержат жир, крахмал, алейроновые зерна, а крупные (от 40 до 80 мкм) - фенольные соединения и пуриновые основания. Содержащиеся в клетках ферменты и субстраты в свежих бобах разобщены. В процессе ферментации происходит смешение всех компонентов клетки в непрерывной плазмолитической водной фазе и становятся возможными гидролитические, а затем и окислительные процессы.
Длительность ферментации выбирается в зависимости от сортовых особенностей бобов. Ферментация благородных сортов длится 2-3 суток, а потребительских 5-7 суток.
Однако применяемые способы ферментации не обеспечивают равномерного течения биохимических и ферментативных процессов по всему объему какао бобов из-за недостаточного регулирования аэрации. Только на четвертые сутки ферментации кислород начинает проникать в ядро бобов и вызывать окислительные изменения на его поверхности. Внутри семени могут оставаться анаэробные условия до конца ферментации и даже при сушке. Поэтому товарные какао бобы не могут быть полностью однородными по степени ферментации и содержат наряду с ферментированными и недоферментированные бобы.

Сушка

После ферментации какао бобы подвергают сушке. Сушка может производиться естественным путем (солнечная сушка) или нагретым воздухом при температуре 40 °С. Во время сушки удаляется от 60 до 40% влаги, продолжаются процессы аэробной стадии ферментации - главным образом окисление полифенолов под влиянием полифенолоксидазы, что сопровождается уменьшением горького и вяжущего вкуса и усилением коричневой окраски бобов.
Вследствие разрыхления ткани, растворения содержимого клеток, выделения полифенолов из вакуолей при ферментации и лучшей диффузии кислорода при сушке, окисление полифенолов ускоряется. Естественная сушка на земляных площадках считается наилучшей, но при высокой относительной влажности воздуха затрудняется. Несоблюдение постоянных условий сушки не позволяет стабилизировать качество товарных какао бобов. Поэтому в закупленном сырье может содержаться большее или меньшее количество полностью или частично фиолетовых какао бобов, что не может не сказываться на вкусе получаемых изделий.

После сушки товарные какао бобы имеют влажность 6-7%. Таким образом, ферментация и сушка свежих бобов являются необходимой и важной стадией их первичной обработки, в результате которой изменяется структура, оболочка и ядро становятся более твердыми и хрупкими, что позволяет транспортировать и складировать какао бобы. Благодаря низкой влажности они могут храниться длительное время без признаков порчи. Кроме того, улучшается вкус и аромат, цвет какао бобов из белого или фиолетового изменяется в коричневый или коричнево-красный. Эти изменения в свойствах и химическом составе какао бобов имеют важное значение в шоколадном производстве.