Щелочная обработка какао тертого

В зависимости от сорта какао бобов содержание летучих и нелетучих, свободных и связанных органических кислот в какао тертом изменяется в широких пределах (0,71 до 2,33 % в пересчете на виннокаменную). Летучие и нелетучие кислоты предопределяют титруемую и активную кислотность, величина которых колеблется в пределах от 17 до 22°, а рН 5,0-6,3 соответственно.
При темперировании какао тертого без добавления химических реагентов даже в течение 7-8 ч при температуре 90°С титруемая кислотность снижается лишь на 3-4°, а величина рН не превышает 5,85, что указывает на очень медленное удаление летучих кислот.
Количественные изменения свободных и связанных летучих кислот в процессе щелочной обработки зависят от времени, температуры, количества и природы добавленного реагента (рис. 2).

Рис. 2. Изменение свободных летучих органических кислот при щелочной обработке какао тертого: 1-70°С, 1,5% NаНСО3; 2-70°С, 1,5 % К2СО3; 3-90°С, 1,5 % К2СО3 ; 4-90°С, 1,5 % NаНСО3; 5-90°с, без солей

Из рис. 2 видно, что наиболее интенсивное изменение свободных летучих кислот достигается при температуре 90°С через 3 ч обработки раствором карбонатом калия в количестве 1,5 %. После 3-х часов обработки содержание органических кислот в какао тертом увеличивается в результате глубокого распада моносахаридов и образования муравьиной, левулиновой, уксусной и других кислот.

В производственных условиях завершение процесса щелочной обработки можно контролировать, измеряя величину рН или титруемую кислотность какао тертого и используя эмпирические уравнения:

где

- оптимальное время щелочной обработки, ч;
G - количество щелочной соли, кг на 100кг какао тертого;
t - температура какао тертого, °С;

рН - разность между рН7 и рН исходного какао тертого;
Т.К. - титруемая кислотность, град.
При темперировании какао тертого содержание редуцирующих веществ уменьшается от 1,2 до 0,2 %, что зависит от времени, температуры и количества щелочной соли. Через 3 ч. обработки карбонатом калия в количестве 1,5 % при температуре 70°С содержание редуцирующих cахаров снижается до 0,95 %, а при 90°С - до 0,5 %. Через 6 ч. обработки при 90°С содержание редуцирующих веществ уменьшается до 0,2 %.

Такие изменения редуцирующих cахаров обусловлены сахароаминной реакцией, что подтверждается уменьшением ряда свободных аминокислот, входящих в состав какао тертого, и их распадом.
Установлены также количественные и качественные изменения фенольных соединений. Содержание последних в процессе темперирования со щелочами и без щелочных добавок интенсивно уменьшается (рис. 3). С повышением температуры и в присутствии щелочных реагентов процесс ускоряется.

Рис. 3. Изменение фенольных соединений какао тертого при темперировании и щелочной обработке бикарбонатом натрия:
1-90°С, 1,5%; 2-90°С, 1 %; 3-90°С, без соли; 4-70°С, 1,5%; 5-70°С, 1%

Цвет, вкус и аромат какао тертого прямо или косвенно связаны с изменениями фенольных соединений. При щелочной обработке содержание (-) - эпикатехина уменьшается более чем в 2 раза, а (+) - катехин через 4-5 ч исчезает полностью. Содержание лейкоцианидинов практически не изменяется.
Количественные и качественные изменения, видимо, происходят за счет окисления, конденсации и взаимопревращения отдельных групп фенольных соединений.
Изменение цвета какао тертого от светло-коричневого до темно-коричневого при препарировании связано с превращениями оксифенолов, дубильных веществ и пигментов. Дубильные вещества под действием щелочей могут конденсироваться с образованием темноокрашенных веществ - флобафенов.

Омыление триглицеридов и жирных кислот
При щелочной обработке какао тертого (или какао крупки) возможно частичное омыление триглицеридов и жирных кислот какао масла. Скорость процесса омыления и стойкость образовавшегося мыла зависит от ряда факторов, учитывая которые можно свести этот процесс к минимуму или полностью его избежать.
Процесс омыления протекает в несколько стадий. Сначала под действием щелочи на свободные жирные кислоты, содержание которых в какао масле около 1,1 %, образуется мыло, растворяющееся в воде. Затем в образовавшемся мыльном растворе глицериды эмульгируются, распределяясь в нем в виде очень мелких капель. Благодаря этому поверхность контакта между глицеридами и водой увеличивается, что способствует повышению скорости гидролиза глицеридов и процесса омыления.
В водных растворах Na+ и К+ мыла гидролизируются по схеме

С повышением температуры скорость гидролиза мыл увеличивается.
Исходя из этих данных, можно сделать следующие выводы:
1) уменьшению гидролиза глицеридов способствует малое количество воды, вводимой с щелочными реагентами;
2) температура щелочной обработки должна быть около 100°С, что ускоряет гидролиз образовавшегося мыла на органическую кислоту и щелочь;
3) время щелочной обработки должно быть сокращено до минимума, чтобы уменьшить гидролиз жирных кислот и глицеридов;
4) продолжительность щелочной обработки в температурных сборниках и вакуум-коншах не должна превышать 3-4 ч;
5) для интенсификации процессов при щелочной обработке необходимо создать специальный аппарат, в котором процесс обработки длился бы не более 20-30 мин.
В вакуум-коншах темперирование и щелочная обработка какао тертого ведется под разрежением (остаточное давление 58-68 кПа) в течение 5-6 ч, при температуре 95-115°С. Термическая обработка под разрежением ускоряет отделение паров воды и летучих веществ, интенсифицирует дезодорирование какао тертого. На 1520 кг какао тертого добавляют 85,5 кг водного раствора поташа и продолжают процесс до значения рН не менее 7,2. Препарированное какао тертое перекачивают в промежуточные сборники, оборудованные пароводяной рубашкой и мешалкой, откуда его подают в гидравлические прессы для отжима какао масла.