Химический состав и свойства какао-масла

Отжатое при прессовании какао масло представляет собой жидкость светло-желтого цвета с характерным ароматом какао. Какао масло отличается сложным химическим составом. Основная масса масла состоит из триглицеридов. В состав какао масла также входят многие жирные кислоты, однако их общее содержание не превышает 1,1 %.

Триглицериды
Триглицериды - это сложные эфиры глицерина, гидроксилы которого этерифицированы двумя или тремя разными кислотами. Поэтому триглицериды какао масла разнокислотны, а их наименование определяется составом содержащихся в них ацилов (остатков) жирных кислот, при этом места расположения их в триглицеридах отмечают цифрами 1,2,3 соответственно обозначению гидроксильных групп глицерина:

Двухкислотный несиммет- Двухкислотный симметричный
ричный триглицерид триглицерид

Как видно из приведенных формул, двухкислотные триглицериды могут иметь два позиционных изомера: I - несимметричный и II - симметричный. В I изомере 1-е и 3-е положения заняты ацилами разных кислот; во II -1 -е и 3-е положения занимают ацилы одной и той же кислоты.
В какао масле примером несимметричного триглицерида является 1 - пальмито- 2,3 - диолеин:

и симметричного -1,3 - динальмито -2- олеин:

Наиболее часто в состав триглицеридов какао масла входят ацилы пальмитиновой (С15Н31СООН), стеариновой (С17Н35СООН) и олеиновой (С18Н3402) кислот. В зависимости от того, какие жирные кислоты и в каком сочетании они образуют триглицериды, различают тринасыщенные (дипальмитостеарин), динасыщенные (олеопальмитостеарин), мононасыщенные (диолеопальмитин) и так далее типы триглицеридов.
Данные по глицеридному составу какао масла и температуре плавления триглицеридов приведены в табл. 1.
Первые три глицерида имеют по одной ненасыщенной связи. Кроме того, какао масло содержит полностью насыщенный триглицерид - дипальмитостеарин, а также четыре смешанно-кислотных триглицерида, каждый из которых имеет по две или три ненасыщенных связи. Общее количество последней группы глицеридов составляет 17,5 %; при комнатной температуре эти глицериды находятся в жидком состоянии.

Таблица 1. Глицеридный состав какао масла

Температура плавления всего комплекса триглицеридов, составляющих масло какао, находится в пределах 31-36°С, т.е. близка к температуре плавления β-олеопальмитостеарина, находящегося в нем в наибольшем количестве. Остальные триглицириды - жидкие и с более высокой температурой плавления или незначительно влияют на температуру плавления какао масла, или имеют взаимокомпенсирующее влияние. Отсюда и небольшой разрыв между начальной и конечной температурами плавления масла какао, благодаря чему оно обладает немажущей поверхностью.

Свободные жирные кислоты
Кроме триглицеридов в состав масла какао входят свободные жирные кислоты, содержание которых не превышает 1,1 %. К ним относятся пальмитиновая - 25 %, стеариновая - 35,4 %, олеиновая - 38 %, линолевая - 2,1 % и другие. Свойства какао масла характеризуются следующими показателями:
Температура плавления,°С
начальная     31-34
конечная     33-36
Температура застывания, °С     28-23
Титр                                             45-51
Йодное число    33-36
Родановое число    32-35
Число омыления                          192 - 200
Коэффициент рефракции
при 40°С    1,4560 - 1,4578
при 60°С      1,4489 - 1,4496
Плотность, кг/м3
при 40°С    999 - 998
при 100°С    857 - 858
Низкое йодное число свидетельствует о большой стойкости масла какао к прогорканию, что является одним из важных свойств, позволяющих
вырабатывать шоколадные изделия длительного срока хранения. Видимо, в состав какао масла входит сильный антиокислитель, или его стойкость к действию кислорода воздуха обусловлена особым строением триглицеридов.
В расплавленном состоянии какао масло представляет собой вязкую жидкость со слабо развитой структурой, обусловленной гидрофобным взаимодействием углеводородных групп молекул с образованием связей, которые легко разрушаются и быстро тиксотропно восстанавливаются. По данным Л.С.Кузнецовой, при снижении температуры от 50 до 40°С вязкость масла возрастает в 1,4 раза, что связано с кристаллизацией отдельных триглицеридов, входящих в его состав.
При охлаждении какао масла ниже температуры 23°С оно кристаллизуется и переходит в твердое, хрупкое состояние. Эти свойства характерны и для шоколада вследствие высокого содержания в нем масла какао. Однако, если какао масло осторожно охлаждать (без перемешивания), то его без кристаллизации можно охладить до температуры на 10°С ниже температуры застывания. Лишь по истечении продолжительного времени в его аморфной структуре начнется процесс кристаллизации.
Способность какао масла переохлаждаться, переходить в твердое аморфное состояние необходимо учитывать при подготовке шоколадных масс к формованию, так как особенности свойств, характерные для масла какао, относятся и к застыванию шоколада, в состав которого входит 32 - 36 % масла какао. Шоколад приобретает необходимую структуру, твердость и хрупкость, а также нежный тающий вкус, если какао масло, входящее в его состав, находится в кристаллическом состоянии.
Какао маслу присущи полиморфные свойства. Эти свойства проявляются в том, что входящие в состав масла триглицериды и жирные кислоты при разных температурах образуют различные по строению аморфные и кристаллические модификации, температура плавления, застывания и другие физические свойства которых неодинаковы. Кроме того, при изменении внешних условий (давления, температуры) полиморфные модификации могут самопроизвольно переходить из одной формы в другую, так как обладают разным запасом свободной энергии. Поэтому переход из одной формы в другую сопровождается выделением или поглощением теплоты.