Висновок до розділу 2

Розділ ІІІ. Митне оформлення какао-порошку

Вступ

На сьогодні важко уявити наше життя без кондитерських виробів: смачних, привабливих за зовнішнім виглядом та корисних. Жодне свято не може обійтися без тортика чи коробки запашних цукерок. З дитинства знаємо що таке «шоколад», не раз смакували чудодійний какао-напій. Незмінними складниками для виробництва цих продуктів є какао-сировина.

Какао-терте, какао-масло та какао-порошок є винятково імпортною продукцією. Країни-виробники переліченої продукції закуповують лише какао-боби. Їх постачальниками є Південно-Східна Азія, республіка Кот ДІвуар (країна - основний постачальник какао-бобів в світі), Еквадор, острів Ява, острів Шрі-Ланка. Какао-продукти в Україну постачають переробні компанії, фірми з Європи та Південно-Східної Азії (Польща, Німеччина, Італія, Китай, Малайзія і т. ін.). Сировина європейських фірм вважається кращою завдяки забезпеченню високотехнологічного рівня виробництва та використанню какао-бобів африканського походження [24, 29].

Какао-порошок широко використовують як напівфабрикат при виготовленні багатьох видів кондитерських виробів, а саме для посипання цукерок, карамелі, тортів, тістечок, при виробництві жирової глазурі і т. ін. Одне з основних призначень какао-порошку - - це приготування какао-напою.

Актуальність даної проблеми полягає у відсутності в Україні виробничих потужностей для виготовлення какао-порошку - незамінної сировини для харчової промисловості та продукту масового споживання. Тому темою роботи є «Дослідження і порівняння споживчих властивостей какао-порошку різних країн походження, їх митне оформлення (За матеріалами випробувальної лабораторії харчової продукції ДП «Рівнестандартметрологія»)».

Завданням роботи є:

а) аналіз наявної нормативної бази, що регламентує вимоги до какао-порошку;

б) вивчення методів експертизи какао-порошку;

в) дослідження якості какао-порошку різних виробників;

г) оформлення митних документів.

Розділ І. Проблема насичення ринку України якісним

какао-порошком

1.1 Історична довідка про какао

Розвиток виробництва какао, шоколаду й цукерок з какао-продуктів стало протягом століть примітним явищем.

Дерево какао (Theobroma cacao L.) саме по собі незвичайне, його культивування обмежене районами проростання і їхніх кліматичних умов. Процес виробництва шоколаду починається в місцях вирощування какао-бобів (насіння дерева какао) і закінчується на кондитерських підприємствах, що виробляють шоколад.

Сучасний розвиток промислового виробництва шоколаду стало можливим завдяки деяким історичним подіям, оскільки продукти із шоколаду, які споконвічно отримували для харчування аборигени Центральної Америки, навряд чи були б прийняті сучасним споживачем. Так, до початку XIX ст. був відомий тільки дуже жирний шоколадний напій, що отримували із цільних какао-бобів, цукру й спецій. В 1828 р. голландець Ван Хойтен (Van Houten) винайшов прес для переробки какао-бобів, за допомогою якого з какао-бобів видаляли частину какао-масла, у результаті чого виходив какао-порошок із вмістом какао-масла близько 23%. Завдяки цьому напій стало легше готувати й він міг краще засвоюватися організмом. У той же час при обробці вивільнялося какао-масло (натуральний рослинний жир), що дозволяло виготовляти рідкий шоколад, який можна було заливати у форми й використовувати для покриття інших кондитерських виробів. В 1840 р. в Англії Фрай (Fry), а пізніше Кедбері (Cadbury) виготовили шоколадні плитки.

Інша значима подія відбулася у Швейцарії - в 1876 р. Деніель Петере (Daniel Peters) придумав молочний шоколад. Подрібнені какао-боби змішувалися із цукром і сухими речовинами молока, у результаті чого виходив молочний шоколад, що у той час був основою шоколадної індустрії. Молочний шоколад Кедбері зявився на початку XX ст., що послужило прикладом для багатьох інших виробників. З тих часів популярність молочного шоколаду виросла буквально астрономічно, а з розвитком високопродуктивних формувальних машин, які знизили собівартість шоколаду, він став доступний практично всім.

Коли виробництво шоколаду тільки починало розвиватися, необхідна була технологія переробки молока, що дозволяло поліпшити смако-ароматичні властивості молочного шоколаду й збільшити термін його придатності при зберіганні. Для цього американець Мілтон Херши (Milton Hershey) застосував спеціальну обробку натурального коровячого молока, а Кедбері придумав технологічний процес KRAMPT.

В 1894 р., продавши свій бізнес по виготовленню карамелі, Херши створив фабрику з виробництва шоколаду. Після безлічі експериментів він придумав власний метод виробництва молочного шоколаду й побудував фабрику в одному із сільських районів Пенсільванії, де були добре налагоджені виробництво й поставка натурального коровячого молока.

Безпосереднє відношення до шоколаду мають і швейцарці. В 1945 р. була заснована Асоціація швейцарських виробників шоколаду (Chocosuisse), що у своєму виданні "Шокологія" (Chocologie) відслідковує його історію й розвиток. У ньому наведені імена відомих людей, так чи інакше повязаних з виробами із шоколаду, - Зухард (Suchard, 1797-1884), Кайле (Cailler, 1796-1852), Шпрунглі (Sprungli, 1816-1897), Ліміт (Limit, 1885-1909).

Анрі Нестле (Henri Nestle, 1814-1890) прийшов у шоколадну індустрію пізніше й займався більше переробкою молока. Без його технології одержання згущеного молока Дениель Петерс (Daniel Peters) ніколи б не винайшов молочного шоколаду.

Цікаво відзначити, що шоколадна індустрія звязана з багатьма філантропами й гуманістами. Фрай (Fry), Кедбері й Роунтрі (Rowntree) були квакерами. Елізабет Фрай, відома суспільна діячка, походить із родини, що побудувала в 1728 р. першу в Англії фабрику з виробництва шоколаду. Мілтон Херши був за переконаннями менонітом і заснував в 1909 р. існуючий дотепер притулок для сиріт [25, 29].

1.2 Характеристика світового ринку виробників какао

Дерево какао (Theobroma cacao L) родом з густих тропічних лісів на берегах Амазонки, де воно виростає в умовах півтіні, тепла й підвищеної вологості. Рід Theobroma включає приблизно двадцять видів рослин (сімейство Sterculiaceae), але комерційну цінність має лише Theobroma cacao. Вважається, що дерево какао природним шляхом поширилося на захід і на північ до Гайани, Мексики а пізніше потрапило на Карибські острови. Так зявилися два нових підвиди, які Морріс (Morris) класифікував як Criollo і Forastero (пізніше Forastero був поділений ще на кілька різновидів). Третя група одержала назву Trinitano. Вона є результатом схрещування Criollo і Forastero і в дикій природі не зустрічається.

Індіанці майя з півострова Юкатан, а також мексиканські ацтеки вирощували дерево какао задовго до його поширення в Європі. Вождь ацтеків Монтесума ухвалив регулярно вживати в їжу суміш, що називали "чоколатль". Для її готування насіння какао розминали, а потім до них додавали воду, маїс і спеції. Склад цієї суміші повязаний із древнім повірям ацтеків, що дерево какао має божественне походження. Згодом шведський ботанік Лінней дав цьому роду рослин, включаючи види какао, назва Theobmma, тобто "їжа богів".

Ацтеки вважали цей напій афродізіаком. На стародавніх зображеннях можна бачити як чаші із шоколадом подавали на весільних церемоніях, а при дворі Монтесуми його цінували за надання "любовних сил". У Європу какао-боби потрапили з Колумбом (правда, спочатку як якась дивина). Першим європейцем, хто розпізнав комерційну цінність какао-бобів для виробництва нового напою, був його співвітчизник Кортес, що послав їх в Іспанію разом з рецептами готування шоколаду.

Іспанці додали до інгредієнтів цукор, і напій став популярним. Вони ж почали вирощувати дерева какао на острові Тринідад, намагаючись зберігати в секреті методи їхнього культивування й спосіб готування напою. Дерева какао росли й на островах Вест-Індії, і на Філіппінах, а потім стали вирощуватися в Індонезії й на Цейлоні (нині Шрі-Ланка), куди їх завезли голландці.

Основними постачальниками какао-бобів приблизно до 1900 р. були Південна Америка й острови Вест-Індії. Згодом дерево какао було завезено в Західну Африку, де природні умови виявилися настільки сприятливими, що виробництво незабаром досягло дуже великих обсягів. Західна Африка дотепер забезпечує основні поставки какао-бобів у світі, хоча впливовим постачальником стрімко стає і Бразилія. До великих експортерів какао-бобів відносяться також Малайзія й Нова Гвінея, які поступово нарощують виробництво. У Західній Африці істотно росте обсяг виробництва в Кот ДІвуарі (Берег Слонової Кістки).

На рисунку 1.1 показані основні місця вирощування какао-бобів.

Рисунок 1.1 - Місця вирощування какао-бобів.

На рисунку 1.2 зображено діаграму, що характеризує частки країн у виробництві какао-бобів.

Рисунок 1.2 - Світовий баланс країн виробників какао.

Тенденції росту культивування дерева какао наведені в табл. 1.1.

Після того як іспанці завезли в Європу шоколадний напій, у середині XVII в. він поширився в Італії, Голландії й Франції. Через деякий час про нього довідалися англійські аристократи, про що свідчить Pepys Diary (1664 р.). У той час шоколад коштував досить дорого й був по кишені лише багатим. В XVIII в. ситуація змінилася й шоколад (вірніше, продукти на основі какао) став вироблятися в промисловому масштабі. Фабрика Фрай в англійському Брістолі почала виготовляти шоколад в 1728 р., але шоколадні плитки й інші кондитерські вироби, покриті шоколадом, зявилися лише в XIX ст. [24-29].

Таблиця 1.1 - Світове виробництво какао-бобів, 1997/98-2006/07, тис. метричних тонн.

1.3 Властивості какао-порошку

Какао-боби повні антиоксидантних поліфенолів, які скорочують ризик серцевих захворювань. Цей хімічний компонент присутній у всіх фруктах, однак особливо високою концентрацією й активністю відрізняється саме в какао.

Уживання какао дуже корисно для головного мозку. У бобах какао міститься дуже корисна речовина - антиоксидант флаванол, що поліпшує кровообіг мозку. Відповідно до дослідження, флаванол може бути використаний у лікуванні хвороб, звязаних зі слабким кровотоком у судинах головного мозку. Не все какао містить достатню кількість флаванола. Це повязане з тим, що даний антиоксидант надає напою гіркий смак, тому при виробництві його часто видаляють.

Какао ефективно для зниження кровяного тиску, какао допомагає підсилювати приплив крові до мозку й кінцівок.

Какао багатий білком, клітковиною, вітамінами, фолієвою кислотою, мінералами, а за вмістом заліза й цинку його взагалі можна назвати рекордсменом серед всіх продуктів. І нарешті, какао багате на пурини, які є складовою частиною нуклеїнових кислот і забезпечують зберігання й передачу генетичної інформації, а також беруть участь у біосинтезі білків.

Какао-порошок, поряд з какао-маслом і тертим какао, відіграє важливу роль у виробництві кондитерських виробів, у тому числі у виробництві шоколаду, молочної й шоколадної глазурі, мас праліне, начинки для вафель і прошарку для печива, у виробництві пряників й цукрового печива, а також широко використовується у виготовленні кремо-збивних мас і кремів для обробки тортів і тістечок, обсипки цукерок також при виробництві жирової глазурі й ін. Але основне призначення какао-порошку - готування напою какао. Чим дрібніші частки порошку та чим довше утримуються вони у підвішеному стані в напої, тим вище якість напою [18, 17, 22].

В останні роки какао-порошок став активно використовуватися й для виробництва нових продуктів, що зявилися на ринку - це шоколадні пасти й шоколадні напої, у тому числі "Nesquik" і "Colacao".

Какао-порошок на товарні сорти не поділяють.

Склад какао-порошку наведено в таблиці 1.2

Таблиця 1.2 - Склад какао-порошку 10-12% жирності (грам на 100 г).

а) какао складається з наступних тригліцеридів:

Тринасичений. 1-1,4 %

Мононенасичений..64-77 %

Діненасичений. 15-27 %

Поліненасичений 6-8 %

б) грубий білок, перелічений з урахуванням азоту від екстрактивних речовин

в) в мг на 100 г

1.4 Характеристика сировини для виготовлення какао-порошку

Основною сировиною для виробництва какао-порошку є какао-боби - насіння плодів какао-дерева (рисунок 1.3), що виростає в тропічних районах земної кулі.

За походженням какао-боби підрозділяють на три групи: американські, африканські, азіатські. Часто назва того або іншого сорту какао-бобів збігається з назвою країни, де їх культивують. Так, до африканського відносяться такі сорти: Гана, Камерун, Нігерія, Ангола, Кот-ДІвуар та ін.; до американських - Куба, Байя, Гренада, Арріба, Тринідад і ін.; до азіатських - Ява, Цейлон і ін.

За своїми якісними ознаками усі какао-боби поділяються на дві групи: споживчі й благородні. Перші відрізняються яскраво вираженим гірким, терпким і кислим смаком. До них відносяться всі африканські сорти какао-бобів і американський сорт Байя (Бразилія). Шляхетні сорти какао-бобів відрізняються вираженим смаком і приємним ароматом. До них відносяться американські й азіатські сорти. З огляду на смакові особливості окремих сортів какао-бобів, при їхній переробці складається суміш із різних сортів, щоб створити певний смак і аромат (букет) шоколаду. Щоб поліпшити смак, аромат і колір какао-бобів і відокремити від них плодову мякоть, їх піддають на плантаціях ферментації й сушінню.

Рисунок. 1.3 - Плоди какао дерева.

Какао-боби знаходяться в мякоті плода какао-дерева по 30-50 шт., мають мигдалеподібну форму, довжину близько 2,5 см. Біб складається з твердого ядра, утвореного двома сімядолями, зародка (паростка) і твердої оболонки (какаовелли). Какао-боби свіжезібраних плодів не володіють смаковими і ароматичними властивостями, характерними для шоколаду і какао-порошку, мають гірко-терпкий присмак і бліде забарвлення. Для поліпшення смаку і аромату їх піддають на плантаціях ферментації і сушці.

Основними компонентами сухої речовини какао-бобів є жири, алкалоїди - теобромін, кофеїн в (у незначних кількостях), білки, вуглеводи, дубильні і мінеральні речовини, органічні кислоти, ароматичні зєднання і ін. Жир (какао-масло) міститься в кількості 52-56 % сухих речовин. При температурі 25єС масло какао тверде і крихке, а при 32єС - рідке, тому в роті воно плавиться без залишку. Теобромін (С₇ Н₈ О₂ N₄) та кофеїн (С₆ Н₁₀ О₂ N₄) - алкалоїди, мають гіркий смак. Вони збуджуюче діють на центральну нервову систему та серцевий мяз.

Дубильні речовини надають бобам специфічний гіркий, терпко-вяжучий смак та забарвлення. В ядрі їх міститься 4-7 % .

Ароматичні речовини, які входять в склад какао-бобів грають велику роль в створенні специфічного аромату какао-продуктів. Це летючі сполуки які зникають під час сушки та об смаження какао-бобів і при обробці шоколадної маси, що добре впливає на якість продукції. Важколетючі сполуки розчинюються в какао-маслі та обумовлюють аромат шоколаду.

В процесі технологічної обробки з какао-бобів отримують основні напівфабрикати: какао-терте, масло какао і какао-макуха. Какао-терте і масло какао з цукровою пудрою використовують для приготування шоколаду; з какао-макухи отримують какао-порошок.

Технологія отримання какао-порошку є складним багатоступінчатим технологічним процесом [22, 24, 27].

1.5. Вплив технологічних процесів виробництва какао-порошку на його властивості

1.5.1 Збір ферментація та очищення какао-бобів

Технологічна схема переробки какао-бобів на основні напівфабрикати наведена в додатку А.

Збір какао-бобів здійснюють ручним способом, зазвичай два рази протягом року: основний урожай у жовтні - лютому і проміжний - у травні - червні. Свіжозібрані какао-боби мають гірко-терпкий смак і бліде забарвлення (білувато-фіолетове). Для дозрівання какао-боби піддаються ферментації (складування насипом у бурти) і сушінню , після чого їх обсмажують, щоб при подальшій переробці зберегти смакові якості і необхідні фізико-хімічні властивості (легке відділення шкарлупи від ядра і т.д.).

Ферментація какао-бобів.

Ферментація є первинною стадією обробки свіжих какао-бобів. При ферментації відбуваються зміни в пульпі й сімядолях, повязані з дією ферментів. Для ферментації свіжі боби, із плодовою мякоттю, що пристала до їхньої поверхні, складають у деревяні ящики, земляні ями або насипають у купи, зверху вкривають брезентом або шаром листя бананів, щоб зберегти тепло, що виділяється в процесі ферментації. Біохімічні процеси при ферментації протікають насамперед у пульпі під дією мікроорганізмів, для яких пульпа являє собою живильне середовище.

Після ферментації какао-боби піддають сушінню. Сушіння може відбуватися природним шляхом (сонячне сушіння) або нагрітим повітрям при температурі 40°С. Під час сушіння видаляється від 60 до 40 % вологи, тривають процеси аеробної стадії ферментації - головним чином окислювання поліфенолів під впливом поліфенолоксидази, що супроводжується зменшенням гіркого й вязкого смаку й посиленням коричневого забарвлення бобів. Природне сушіння на земляних майданчиках вважається найкращим, але при високій відносній вологості повітря ускладнюється.

Недотримання постійних умов сушіння не дозволяє стабілізувати якість товарних какао-бобів. Тому в закупленій сировині може міститися більша або менша кількість повністю або частково фіолетових какао-бобів, що не може не позначатися на смаку одержуваних виробів. Після сушіння товарні какао-боби мають вологість 6-7 %. Таким чином, ферментація й сушіння свіжих бобів є необхідною й важливою стадією їхньої первинної обробки, у результаті якої змінюється структура, оболонка і ядро стають більше твердими й тендітними, що дозволяє транспортувати і складувати какао-боби. Завдяки низькій вологості вони можуть зберігатися тривалий час без ознак псування. Крім того, поліпшується смак і аромат.

Після ферментації й сушіння какао-боби пакують в мішки, і в такій тарі вони надходять на фабричні склади. Переважно застосовують тарне зберігання бобів у світлих, добре вентильованих приміщеннях. Склади повинні бути побудовані із залізобетону або цегли з оштукатуреними стінами, асфальтовими або плитковими підлогами і віддалені від виробничих приміщень. Під час зберігання какао-бобів повинні бути забезпечені умови збереження їхніх товарних якостей, виключені псування і зараження бобів мікроорганізмами й комахами-шкідниками. Оптимальними умовами зберігання є температура 18-20°С и відносна вологість повітря 70%. У таких умовах какао-боби можуть зберігатися тривалий час без погіршення якості [27].

Очищення сирих какао-бобів.

У країни, де переробляються сирі какао-боби, вони надходять у відносно чистому виді, з невеликим залишком піску на поверхні, волокон від мішків і дрібних камінців. Зараження какао-бобів шкідниками вдалося істотно зменшити завдяки жорсткості контролю в місцях збору й на складах.

Апарат для очищення здійснює безліч операцій - просівання, очищення щітками, повітряне очищення й сепарування з використанням магнітного сепаратора, що дозволяє видалити волокна джутових мішків, камінці й пісок, гальку, проростки й незрілі какао-боби (рисунку 1.5).

Дрібні кремнієві частки, не вилучені в процесі очищення, при їхньому виявленні в кінцевому продукті можуть стати великою проблемою; крім того, вони на 0,3% підвищують вміст нерозчинної золи, а також викликають зношування устаткування.

Неприпустиме потрапляння в стадії обсмаження й наступного виробництва незрілих какао-бобів і проростків, однак їх можна використовувати в суміші з іншими відходами для шнекового пресування при виробництві какао-масла.

Пил, що утворюється під час очищення, сильно мікробіологічно забруднений, і хоча більша його частина відділяється в циклоні, устаткування для очищення рекомендується розміщати в окремому приміщенні.

Рисунок 1.5 - Послідовність операцій у процесі очищення.

1 - сепаратор із сітчастими фільтрами й аспіраційним каналом. На ситах відділяються великі домішки (наприклад проростки) і пісок. В аспіраторі відділяються волокна, жилки й інший легкий матеріал; 2 - у магнітному сепараторі відділяються металеві частки; 3 - апарат для видалення каміння, що працює за принципом псевдозрідженого шару із пневматичною аспірацією. У ньому відділяються камені й інші металеві й важкі частки. Робоче повітря піддається сепарації в циклоні.

1.5.2 Обсмаження какао-бобів

Обсмаження використовують при обробці багатьох харчових продуктів для додання їм відповідного аромату. Це особливого роду теплова обробка типу варіння, але з меншою кількістю води, хоча в деяких сучасних системах обсмаження застосовують і варіння.

Какао-боби обсмажують для розвитку істинного шоколадного аромату, уже присутнього у формі прекурсорів, що виникли в результаті правильної ферментації й сушіння зібраних какао-бобів.

У ході обсмаження ферментованих і висушених какао-бобів відбуваються наступні зміни:

а) какао-боби втрачають вологу;

б) оболонка какао-бобів відділяється;

в) ядра какао-бобів або какао-крупка, що звільняється при дробленні ядра какао-бобу, стають більше пухкими й звичайно темніють;

г) відбувається розкладання амінокислот і денатурація білків. Натуральні цукри, що редукують, при розпаді амінокислот практично повністю руйнуються;

д) втрата летючих кислот і інших речовин знижує кислотність і гіркоту какао-бобів. У летючих речовинах було виявлено багато сполук - альдегіди, кетони, фурани, піразини, спирти, складні ефіри. Найменше піддані змінам жири, поліфеноли й алкалоїди.

Ступінь змін залежить від тривалості й температури обсмаження, а також від швидкості втрати вологи. Умови обсмаження сильно різняться залежно від застосовуваного устаткування й типу одержуваного продукту. Теплова обробка як альтернатива обсмаження може проходити у два етапи. Спочатку проводять сушіння, піддаючи какао-боби низькотемпературному нагріванню, у ході якого висушується й відділяється оболонка какао-бобів, але сушіння не робить практично ніякого ефекту на ядро какао-бобу, тому що температура не перевищує 100 °С. Після початкової теплової обробки проводиться більш сильне нагрівання - до 125-130 °С. Така температура потрібна для подальшого виробництва як шоколаду або какао-порошку, так і какао-масла. У деяких ростерах порціонної дії температура може бути до 150 °С и вище.

На практиці незабаром зясувалося, що непряме нагрівання має певні переваги, тому що дає більш рівномірне обсмаження й виключає підгоряння оболонки какао-бобів, однак подібні системи були досить екстравагантні в тому, що стосувалося пального.

В теперішній час існує багато моделей ростерів періодичної та безперервної дії. Найбільш вигідні - безперервної дії. Вони споживають менше палива, пошкоджують менше какао-бобів і передають менше какао-масла з ядра какао-бобу в його оболонку. У більшості апаратів безперервної дії є вбудована система охолодження, що починає діяти по закінченні циклу обсмаження. У додатку Б наведені принципи дії деяких ростерів.

Какао-боби з різних місць вирощування (Гана, Кот ДІвуар, Малайзія, Бразилія), але одного сорту (Forastero) різні за розміром, вмістом вологи й складом оболонки какао-бобів, у звязку із чим практично неможливо забезпечити ідеальні умови обсмаження одним і тим же типом ростера.

Наскільки процес обсмаження завершений, на кожному підприємстві вирішують за запахом подрібненого зразка ядра какао-бобу, звіряючись із показниками приладів про досягнення необхідної тривалості й температури. Це, безсумнівно, вимагає від оператора певного професіоналізму. Після рівномірного перемішування партії сирих какао-бобів обсягом, приміром, 50 т і досягнення однакової їхньої якості проводиться первинне обсмаження, а потім для даної кількості визначають часовий і температурний режим.

Методи контролю обсмаження вивчалися М. Г. Рідом, що дійшов висновку, що важливе значення має контроль співвідношення вмісту вологи й рівноважної відносної вологості (РВВ).

Для визначення РВВ беруть гідрометричну пробу. Ядро какао-бобу періодично витягають із ростера, механічно швидко подрібнюють і поміщають у закриту ємність, після чого проба готова до аналізу.

Шкала РВВ, запропонована Рідом, представлена в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Співвідношення «Вміст вологи/РВВ»

Показники РВВ зняті при температурі 25 °С.

РВВ в 40% і вище вказує на дуже легкий рівень обсмаження, 28-30% - середній рівень, що прийнятий в більшості операцій, а 20% означає досить сильне обсмаження.

Цю таблицю можна використовувати лише як засіб контролю при даній технологічній операції. Смак і аромат какао-бобів при різному устаткуванні й технологіях може відрізнятися.

1.5.3 Дроблення й провіювання какао-бобів

Найціннішою частиною какао-бобу є ядро - його оболонка йде у відходи виробництва й не має особливої цінності. Завдання кожного виробника - якнайкраще відокремити оболонку какао-бобів за допомогою устаткування для дроблення й повітряного сепарування.

При ручному сепаруванні типовий склад сирого какао-бобу із вмістом вологи 6,5% є наступним: ядро какао-бобу - 87,1%, оболонка какао-бобу - 12,0%, паросток - 0,9%. Вміст вологи в сирій оболонці какао-бобу може досягати 8-10%, а в сирому ядрі какао-бобу - 4-5%.

Після обсмаження вміст вологи в ядрі какао-бобу знижується до 1,5-3% (залежно від ступеня обсмаження), а в його оболонці - приблизно до 4%. Загальні втрати вологи сирого какао-бобу можуть бути близько 5%, і якщо припустити, що оболонка какао-бобу в процесі віяння відділяється повністю, загальна втрата маси складе 17%. Таким чином, вихід обсмажених ядер какао-бобів складе 83%. Оскільки технології провіювання далекі від досконалості, можливий домішок оболонки в какао-крупці становить 1-1,5%, що означає чистий вихід ядра какао-бобу менш 82%.

1.5.4 Сепарування дроблених какао-бобів

Основний принцип, за яким здійснюється сепарування, залежить від різниці щільності ядра какао-бобу і оболонки. У сепараційному устаткуванні використовують дві операції: просівання й повітряне сепарування. За допомогою обсмаження або часткового висушування какао-бобів їхня оболонка відділяється, після чого какао-боби злегка подрібнюють, уникаючи при цьому утворення дрібних фракцій і пилу. У сучасному устаткуванні використовують рамні сита з отворами різних розмірів на декількох рівнях, причому сито із самими великими отворами перебуває зверху. Фрагменти оболонки какао-бобів віддаляються пневмовідсмоктувач з кожного сита, а фрагменти, що залишилися, ядра какао-бобів направляються на лотки, встановлені з боків. Сита не засмічуються завдяки вібрації й спеціальній системі очищення. Дрібні пилові частки збираються в системі циклонів, розташованої після сепаратора. Метою сепарування є поділ двох основних фракцій: ядер какао-бобів (какао-крупки) з мінімальним вмістом какаовелли і зародків, і часток оболонки какао-бобу, які також сортують і очищають від домішок ядер. Зроблена промисловим способом какао-крупка може містити 1,5% часток какаовелли й невелику кількість зародків. При виробництві какао-продуктів надтонкого помелу саме частки оболонки й зародків дають осад у напої.

Принципова схема сепаратора Bauermeister приведена на рисунку 1.6.

Рисунок 1.6 - Принцип дії сепаратора.

1 - вібросито для відділення зламаних какао-бобів; 2 - дробилка з ударними вальцями; 3 - вібросито й подача повітря.

Процес сепарування вимагає регулярного й ретельного контролю. Наявність какаовелли в какао-крупці й какао-крупки в какаовеллі варто перевіряти кілька разів у день. Також необхідно регулярно перевіряти вміст какао-масла в какао-крупці в різних точках на виході, тому що ці дані дозволяють судити про співвідношення часток какаовелли й какао-крупки (виходячи з того, що вміст какао-масла в какао-крупці - 54%, а в какаовеллі - 2,5%).

Якщо технологічний контроль здійснюється недостатньо, частка готової какао-крупки може знизитися до 80% (замість 83-84%). Встановлено, що кожний відсоток втрат какао-крупки дає подорожчання продукції на 1,25%. Крім того, вміст фрагментів какаовелли в какао-крупці більше 1,5% може серйозно відбитися на якості виробів.

Надлишок дрібних фрагментів какао-крупки або какаовелли приводить до неповного виходу. При розмірі часток 2 мм і менш машина не може визначити різницю між какао-крупкою й какаовеллою, у звязку із чим велике значення мають технології обсмаження й дроблення какао-бобів. При хороших технологіях обсмаження й сепарування частка часток какао-крупки розміром більше 3 мм повинна становити 85-90%.

Какаовелла представляє невелику комерційну цінність. Якщо врахувати, що світовий урожай какао-бобів становить близько 1 200 000 т. у рік, то частка какаовелли становить до 140 000 т.

На деяких підприємствах какаовеллу використовують як додаткове паливо, а також як наповнювач для пластмас. Какаовелла може служити компонентом добрив завдяки вмісту в ній азоту, калію й фосфору, а також органічній природі, що сприяє утворенню гумусу.

Довгий час вважалося, що какаовелла не представляє харчової цінності для людини, будучи практично не перетравлюваною через високий вміст целюлози, однак в останні роки харчову клітковину стали цінувати як корисний для травлення засіб.

Деякі продукти сепарування, описані вище, піддають впливу шнекового (гвинтового) пресу, видаляючи при цьому часточки какао-масла. В отриманих вижимках вміст жиру може бути знижений до 8%.

Залишковий жир, що містить малу частку жиру оболонки, можна екстрагувати і використовувати у виробництві деяких видів шоколаду й кондитерських виробів. Знежирені вижимки із залишками оболонок, як правило, знищують, але іноді їх використовують у добривах або для екстрагування теоброміну.

1.5.5 Подрібнення какао-крупки. Какао терте і його теплова обробка

Існує багато машин, що переробляють какао-крупку в какао терте. Ядро какао-бобу (какао-крупка) має клітинну структуру, що містить какао-масло, при цьому на частку какао-масла припадає близько 55% складу. У процесі подрібнення стінки кліток руйнуються, тепло від тертя розплавляє какао-масло, розмір часток інших нежирових компонентів зменшується й суміш поступово стає більш текучою. Вязкість какао тертого залежить від ступеня обсмаження какао-крупки перед подрібненням, а також від вмісту в какао-крупці вологи.

Білки какао-крупки в різній ступені руйнуються під час обсмаження, а в процесі подрібнення може зменшитися вміст вологи.

Протягом багатьох років устаткування являло собою жорнові млини із трьома парами послідовно розташованих горизонтальних камяних жорновів. У кожній парі жорновів один (нижній) був фіксованим, а інший (верхній) - обертався. Ступінь помелу і вихід можна було регулювати шляхом вибору відстані між жорновами.

Сучасні млини для виробництва какао тертого оснащені горизонтальними валками, розташованими в три ряди. Повністю або частково мелена какао-крупка надходить у центр верхнього валка і перша фракція помелу какао тертого зявляється на окружності валка. Вона направляється в центр другого валка, з якого какао терте переходить на третій валок млина для остаточного перемелювання. Щоб уникнути перегріву какао тертого передбачене охолодження валків млина, а відстань між ними може точно регулюватися. Такі тривалкові млини можуть переробляти до 1000 кг какао-бобів за годину і робити при цьому какао терте дуже тонкого помелу (99%)..

Інший метод здрібнювання повязаний з використанням ударних або штифтових млинів, змонтованих над тривалковим млином.

Мішалка обертається з відносно невеликою швидкістю, тому що в іншому випадку відбувається зношування кульок, лопат мішалки і ємності. Кульки виготовляють із надміцної сталі, і при дотриманні заданої швидкості й конструкції забруднення какао тертого металевими частками буде дуже мале. У додатку В наведені інші моделі млинів.

1.5.6 Переробка какао-тертого, розвиток аромату

Виробництвом какао тертого усе більше займаються в країнах, де вирощують какао-боби, у звязку із чим одержувач какао тертого звичайно недостатньо інформований про постачальників і якість вихідних какао-бобів.

Деякі партії какао тертого, особливо малайзійського й південноамериканського походження, бувають кислими, інші можуть бути димними, а іноді, на жаль, навіть явно пліснявими. усунути плісняву проблематично, те ж стосується й погано ферментованих какао-бобів, які в ході наступної обробки не можуть дати хороший продукт. Тому існують методи по деароматизації какао тертого, видалення небажаних ароматів.

Просте нагрівання тонкого шару.

Даний метод, полягає в нагріванні тонкого шару какао тертого в резервуарі з паровою сорочкою при наверненні його на поверхню розташованого усередині резервуара нагрітого циліндра. Цей метод також застосовують для темного шоколаду. Діапазон застосовуваних температур - від 80 до 110°С. Іноді на практиці перед обробкою в какао терте додають 2-3% води. Небажані ароматичні зєднання випаровуються разом з парою води.

Обсмаження тонкого шару із продувом.

У деяких пристроях був реалізований принцип впливу на тонкий шар какао-тертого гарячих потоків повітря і вологи. Цей метод був реалізований фірмою Petzholdt у вигляді агрегату Petzomat, що робить різну обробку тонких шарів какао тертого.

Вакуумне обсмаження.

Ще одною системою для обробки какао-тертого що дезодорує й пастеризує є установка PDAT/I (рисунок 1.9). У ній використана вакуумна технологія й, крім того, розпилене какао терте обробляється газом з інертними властивостями (азотом або двоокисом вуглецю), що видаляє із системи кисень. У цій установці какао терте піддають пастеризації і знижують його кислотність, а додаванням цукрового сиропу формують ароматичні властивості (у ході реакції Майяра).

Обсмаження розпиленням може бути доповнена алкалізацією. Як стверджується, шляхом відповідного керування процесом алкалізації можна одержати різні колірні відтінки какао-концентрату.

1.5.7 Алкалізація

Алкалізація (обробка лугом) уперше була застосована Ван Хойтеном (Van Houteri) в 1828 р., і какао-продукти, оброблені таким чином, називали «алкалізованним» какао, «какао по-голландськи» або «розчинним». Останній термін не зовсім вірний, тому що алкалізованні какао-продукти характеризуються не підвищеною розчинністю, а більшою дисперсністю у воді.

Алкалізацію застосовують в основному для зміни кольору, обробці розчинами або суспензіями лугу (звичайно карбонатів калію або натрію) піддають какао-боби, какао-крупку, какао-терте або какао-порошок.

Можуть застосовуватися й інші луги - бікарбонати натрію й калію, гідрооксид кальцію й карбонат або гідрооксид амонію. З них для обробки какао-порошку краще підходять сполуки амонію, тому що надлишок аміаку видаляється теплом. Інші луги менше підходять для звичайного виробництва какао-продуктів.

Алкалізація впливає як на колір, так і на аромат какао-продуктів, але чи стають вони краще, досить сумнівно. Одні вважають, що аромат при алкалізації підсилюється, а інші, що при цьому втрачається натуральний шоколадний аромат. Розходження в поглядах залежить, швидше за все, від сфери використання какао-продукту - як напій або як інгредієнта для шоколадних покриттів або випічки.

У багатьох країнах кількість застосовуваних лугів й хімікатів обмежується нормативними актами, чого не можна сказати про способи їхнього застосування. Припустимий максимум вмісту карбонату калію (або іншого лугу) звичайно становить 2,5-3 частини на 100 частин какао-бобів. Іноді визначають максимальний вміст золи в знежиреному какао-порошку.

У ряді країн для контролю рН і надання червонуватих відтінків допускається додавання, після обробки, харчових кислот, але в порівнянні з дією лужних розчинів їхній ефект дуже незначний.

Хімічні процеси, що відбуваються при алкалізації, до кінця не відомі. Відомо лише, що відбувається не просто нейтралізація вільних жирних кислот. На перетворення поліфенольних сполук вказує зміна кольору й фізична зміна розмірів часток какао-продуктів. Спостерігається також розкладання деяких білків.

При алкалізації явно підвищується рівень рН, що для більшості ферментованих какао-бобів варіює від 5,2 до 5,6. Ефект алкалізації залежить від кількості використаного лугу, однак більшість алкалізованих какао-крупок і какао тертого характеризується рН 6,8-7,5, а в деяких сортів какао (наприклад у так званого «чорного какао») цей показник досягає 8,5 і вони звичайно використовуються для пігментації (для них характерний дуже різкий аромат).

Алкалізація какао-крупки.

Цей метод, розроблений, як вважається, у Голландії, заснований на обробці цільної какао-крупки.

Спочатку какао-крупку занурювали в баки з теплим лужним розчином до його повного проникнення в какао-крупку. Після вимочування вологу какао-крупку обробляли в сушарках і ростерах - це була дорога, складна й примхлива технологія.

У цей час є устаткування, що виконує алкалізацію, сушіння й обсмаження в ході безперервного процесу, причому машини сконструйовані так, що тендітна волога какао-крупка не ламається, тим самим не викликаючи виділення какао-масла, що може привести до серйозних проблем із транспортерами.

На рисунку 1.10 зображений апарат безперервної алкалізації BuhlerLBCT. Какао-крупці, що занурена в лужний розчин, для поглинання рідини необхідно досить тривалий час, але в результаті вона усмоктує кількість рідини, рівна половині своєї маси. У системі Buhler какао-крупку обробляють під тиском, що забезпечує краще проникнення лугу за більш короткий час. Можна також використовувати більш концентровані лужні розчини, а умови обробки забезпечують низький вміст мікроорганізмів.

Для формування кольору й смаку кінцевого продукту повинен дотримуватися ряд базових умов. Нижче наведені результати експериментів при атмосферному тиску, які незастосовні для алкалізації під тиском. Проте з них з усією очевидністю слід, для запобігання змін кольору й аромату, підтримувати певні технологічні параметри.

Ступінь обсмаження. Низькотемпературне обсмаження надає продукту червонуватий колір, а високотемпературне - темно-коричневий. Ми вже говорили про переваги низькотемпературної обробки какао-бобів з високим вмістом вологи, що сприяє появі під час алкалізації червонуватих відтінків, а також полегшує проведення мікронізації й інших аналогічних процесів по відділенню оболонки від сирих какао-бобів. Для збереження червонуватих відтінків температури при алкалізації й сушінні варто підтримувати відносно низькими (оптимальна температура 80 °С).

Кількість і концентрація лугу. Кількість і концентрація лугу у воді значно впливають на колір одержуваного какао цю залежність вказано в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 - Вплив кількості й концентрації лугу на колір одержуваного какао.

Приклади відтінків кольору какао-порошку в залежності від ступені алкалізації наведено на рисунку 1.11.

Рисунок 1.11 - Відтінки кольору какао-порошку.

Тривалість алкалізації залежить від часу, необхідного для повного усмоктування лужного розчину в какао-крупку. Цей процес займає звичайно біля години й за цей час температура суміші досягає 80 °С.

На тривалість усмоктування впливають застосовувані тиск або розрідження (окремо або спільно).

Алкалізація какао тертого

Алкалізація какао тертого застосовувалася досить широко, однак у лужних суспензіях і розчинах використовувалося набагато менше води, ніж при алкалізації какао-крупки. У результаті виходили какао-продукти пісчано-коричневатого кольору. Якщо кількість розведеного лужного розчину була рівна тій, що застосовувалася при алкалізації какао-крупки, то проблемою ставав відвід води. Щоб її усунути, алкалізоване какао-терте пропускають через плівковий нагрівач, де тонкий шар какао-тертого піддають впливу температур, достатніх для випаровування води. Температура його алкалізації звичайно вища температури алкалізації какао-крупки й може досягати 115 °С.

Типові результати алкалізації какао тертого наведені в таблицях 1.5 і 1.6.

Таблиця 1.5 - Результати алкалізації какао тертого при періодичній технології (лужний розчин додають у ємність із какао тертим і повільно перемішують протягом 8 год).

Таблиця 1.6 - Результати алкалізації какао тертого при безперервній технології (FLASH) (лужний розчин безупинно подається в тонкий шар, що рухається, какао тертого).

При такій технології одержуване какао терте має червонуваті відтінки через більше високі концентрації лугу й температур. Насиченість коричневих відтінків залежить від виду какао-бобів, умов обсмаження й температури алкалізації.

Алкалізація какао-макухи.

Піддавати впливу лугу можна й какао-макуху, переважно крупнодроблену. Какао-макуху варто виробляти з добре ферментованих какао-бобів у ході низькотемпературного обсмаження й пресування. Какао-макуха швидко всмоктує лужний розчин, і хоча це сприяє ходу хімічних реакцій, щоб уникнути утворення вологого осаду або суспензії кількість води варто контролювати. Суспензія погано піддається обробці й сушінню. Алкалізацію какао-макухи найкраще проводити в обертовому барабані, що нагрівається, з розрідженням; така установка крім гарного перемішування на стадії алкалізації забезпечує ефективне сушіння при низьких температурах. Червонуваті відтінки в умовах високих температур у присутності повітря зникають.

Це устаткування дозволяє робити чорний або «блекширский» какао-порошок, що використовують для пігментації.

Процес характеризується більш високою температурою алкалізації, більшою кількістю лугу (5-8%) і більшою тривалістю обробки. Рівень рН такого какао-порошку становить близько 8,5 (у какао, алкалізованого звичайним способом, рН становить 6,8-7,5).

Алкалізація цільних какао-бобів.

Шляхом додавання лугу в барабанний ростер алкалізації можна піддавати й цільні какао-боби. Для досягнення червонуватих відтінків застосовують низькі температури. Більша частина лугу усмоктується оболонкою, що затримує просочування какао-бобів.

У промисловості цей процес застосовується досить рідко.

Обробка водою.

Завершуючи тему алкалізації, варто торкнутися обробки водою. Якщо какао терте або какао-макуху піддати дії води без участі лугу, відбудеться деяка реакція без істотної зміни рН. У теперішній час спостерігається тенденція робити какао-продукти із трохи більш червонуватими відтінками, ніж у натуральних або неалкалізованих какао-продуктів. Обробка водою потрібна для отримання поліпшених кольорів шоколадних покриттів, для виробництва яких звичайно використовуються неалкалізовані какао-продукти.

З опису методів алкалізації видно, що незважаючи на всю розмаїтість колірних відтінків, що досягаються за допомогою алкалізації, виробникові важко витримувати якийсь певний стандарт. Необхідний суворий контроль у ході кожної технологічної операції, однак і в цьому випадку можуть спостерігатися відхилення, тому для одержання необхідних колірних відтінків більшість виробників покладаються на змішування какао-порошків.

Тут не розглядається розходження між сирими какао-бобами, оскільки не має великого звязку між видом какао-бобу, ступенем ферментації й одержуваним кольором какао-продуктів у результаті алкалізації. Це нагадує ситуацію з ароматом - виробникові варто вибирати какао-боби за місцем їхнього походження й застосовувати той метод, що дає найбільш стабільні результати.

1.5.8 Сушіння, обсмаження і пресування какао-тертого

Розглядаючи різні умови, необхідні для виробництва какао-продуктів певного кольору, особливо при алкалізації какао-крупки, варто враховувати, що подальші сушіння, обсмаження, подрібнення (дроблення) і пресування можуть також впливати на колір. Для збереження червонуватого кольору необхідна низькотемпературна обробка.

Пресування какао тертого.

Якісний какао-порошок одержують за допомогою гідравлічного пресування тонко перемеленого какао тертого, зробленого з добірних і добре перероблених какао-бобів.

Як і інше устаткування, гідравлічні преси поступово модернізували, і в теперішній час за допомогою автоматизованих пресів можна більш точно контролювати вміст какао-масла в какао-макусі.

Споконвічно преси були вертикальними й оснащувалися 4-6 чашками, розташованими одна над іншою. Кожна така чашка являла собою сталевий порожній циліндр із безліччю отворів у основі. Над основою розташовувався тканинний фільтр, чашка наповнювалася какао тертим, а ще один фільтр розміщувався зверху. Потім поршень вичавлював з кожної чашки какао-масло крізь фільтри по каналах навколо чашок, а потім - у ємності.