Какао-масло и его заменители. Какао-масло и его заменители.

Какао-масло и его заменители.

Какао-масло — это натуральный жир какао-бобов, однако в некоторых странах под этим термином понимают лишь натуральный жир, полученный из хорошо сепа­рированной какао-крупки гидравлическим или шнековым прессованием.
Управление по контролю за пищевыми продуктами и медикаментами США (FDA) определяет какао-масло как «пищевой жир, получаемый из цельных ка­као-бобов (рода Theobroma или близких к нему) до или после обжарки». В толко­вых словарях можно встретить очень неконкретные определения, а в одном даже утверждается, что какао-масло получают из кокосовой пальмы, что абсолютно не­верно.
Международные дискуссии по поводу определения какао-масла активизирова­лись после обсуждений на комиссиях Codex Alimentarius и ЕЭС ( Caobisco). На семи­наре Codex в 1981 г. в США Вейк [29] проанализировал ключевые моменты в произ­водстве шоколада и продуктов на основе какао-порошка. По его мнению, всем производителям и потребителям какао-продуктов следует придерживаться поло­жений, разработанных комиссией Codex. Какао-бобы произрастают в разных стра­нах мира, многие из которых являются производителями какао-масла и сопутст­вующих продуктов, и поэтому необходимо учитывать различные условия поставок и проводить больше исследований. Ниже мы вкратце опишем результаты послед­них наблюдений.
Довольно высокая стоимость какао-масла способствует развитию более слож­ных способов его производства. С момента первого издания этой книги появилось множество новой литературы на эту тему. Мы не будем касаться здесь правовых ас­пектов, а обратим внимание на различные способы экстрагирования этого уникаль­ного жира.
Вполне вероятно, что цели фирм, которые занимаются извлечением какао- масла для собственных нужд, отличаются от целей тех, кто производит его на прода­жу или закупает. Содержание данной главы призвано помочь при выборе соответст­вующей политики в этой области.
         Какао-масло, полученное в ходе первичного прессования
Такое масло определяется как жир, получаемый из высококачественных какао-бобов путем промышленной их очистки от оболочки с помощью механиче­ского (гидравлического) прессования без какого-либо последующего рафинирова­ния (кроме фильтрования).
         Какао-масло, полученное шнековым прессованием
При шнековом, экструзионном или винтовом прессовании перед экстрагиро­ванием осуществляют некоторые дополнительные операции. Для облегчения се­парирования какао-крупку обрабатывают паром, но по химическому составу та­кое какао-масло идентично тому, что получают при механическом прессовании. Для получения какао-масла из цельных какао-бобов также применяют шнековые прессы.
При такой технологии аромат какао-масла несколько отличается от того, кото­рый получают механическим прессованием, — если используются сырые какао- бобы, он может быть очень мягким и даже «цветочным». Зачастую шнековое прес­сование применяют для получения какао-масла из нестандартных (например, не­зрелых) какао-бобов и некоторых продуктов прессования, после чего какао-масло обычно подвергают рафинированию.
         Какао-масло, полученное с использованием растворителей (экстракции)
Такое какао-масло получают из какао-жмыха после шнекового прессования или из осадков какао-продуктов и шоколада; его всегда следует подвергать рафини­рованию.
Сам термин «какао-масло», обозначающий некий коммерческий продукт, явля­ется предметом острых дискуссий. Некоторые специалисты утверждают, что этот продукт должен производиться из какао-продуктов (какао-бобов, какао-крупки, какао тертого, какао-жмыха) только методом механического (гидравлического) прессования.
Что касается экстрагирования цельных какао-бобов, необходимо иметь в виду следующее. Если в какао-бобе на долю какао-крупки приходится 88%, а на долю оболочки — 12% и если содержание какао-масла и какао-жира в них после обжарки будет соответственно 55 и 3%, то рассчитанное содержание какао-масла во всем какао-бобе составит 48,76%. Эта цифра включает в себя какао-масло из какао- крупки (48,40%) и какао-жир из оболочки (0,36%), в связи с чем какао-жир из обо­лочки в общем экстрагированном какао-масле из какао-боба будет составлять 0,74%. Состав какао-жира оболочки мы рассмотрим далее.
Присутствие такого небольшого количества какао-жира в оболочке не оказыва­ет существенного влияния на свойства какао-масла из какао-бобов, а свидетельств того, что какао-жир из оболочки не пригоден в пищу, до сих пор нет. По мнению не­которых специалистов, оболочка, являясь внешней частью какао-боба, подвержена загрязнению и не может использоваться по санитарно-гигиеническим причинам. Кроме того, на ней могут оставаться следы от распыления химикатов. Некоторые доказательства последнего имеются, и при обжарке эти следы химикатов перено­сятся на весь какао-боб.
Имеются и противники включения какао-жира из оболочки какао-боба в поня­тие «какао-масло». Вместе с этим в производстве низкосортных шоколада и ка­као-продуктов используют пыль какао-крупки (остаточное какао-сырье), которое, будучи промежуточным продуктом при сепарировании крупнодробленой какао- крупки, содержит от 40 до 45% какао-масла, примерно равное его содержанию в цельном какао-бобе.
В связи с большой популярностью молочного шоколада, производство которого требует повышенного расхода какао-масла по сравнению с темным шоколадом, многие производители, получая масло из какао-бобов, руководствуются чисто эко­номическими интересами.
На практике обычно используют шнековые прессы, а затем для экстрагирова­ния оставшегося какао-масла какао-жмых подвергают обработке растворителем. При использовании цельных какао-бобов требуется легкая обжарка (хотя обходят­ся и без нее). При этом получается какао-масло с легким ароматом, как раз такое, ка­кое требуется для производства молочного шоколада.
Методика экстрагирования растворителем, применяемая как для получения какао-масла, так и других пищевых жиров, была сначала сопряжена с некоторыми трудностями из-за использования плохих растворителей, которые оставляли в по­лучаемом продукте свои следы. Со временем эти трудности были преодолены, и какао-масло, экстрагированное с использованием растворителя, в настоящее вре­мя в отдельных странах является общепризнанным промышленным продуктом. В процессе экстрагирования применяются высокоочищенные продукты перегон­ки нефти.
Экстрагирование с применением растворителя способствует удалению как какао-масла, так и некоторых смол и фосфатов, причем выделяемое какао-масло обычно подвергают дезодорированию и «дегумизации». Именно по этой причине полученное таким способом какао-масло имеет пресный вкус. Такое какао-масло считается более мягким и менее «едким» по сравнению с какао-маслом, получен­ным методом прессования.
Следует отметить, что какао-масло, экстрагированное растворителем, не может являться единственным, добавляемым в шоколад, — обычно его доля в общей смеси масел составляет 2-5%.
Технологические процессы получения и свойства таких масел мы рассмотрим далее.
         Состав какао-масла
Какао-масло, получаемое в результате гидравлического прессования какао тер­того, представляет собой растительный жир светло-желтого цвета, хрупкий при температуре ниже 20 °С; ярко выраженная точка плавления находится около 35 °С, а размягчение начинается при 30-32 °С. В жидком состоянии этот растительный жир имеет тенденцию к переохлаждению, что следует учитывать в процессах глази­рования и формования шоколада.
Какао-масло состоит из глицеридов стеариновой, пальмитиновой и олеиновой жирных кислот и небольшой доли линолевой кислоты. В работах [11] и [20] было установлено, что эти глицериды какао-масла присутствуют в нем в следующем про­центном отношении:
Тринасыщенные жирные кислоты

2,5-3,0

Триненасыщенные жирные кислоты (триолеин)

1,0

Диненасыщенные жирные кислоты:



стеарино-диолеиновая

6-12

пальмитино-диолеиновая

7-8

Мононенасыщенные жирные кислоты:



дистеариновая

18-22

пальмитино-стеариновая

52-57

дипальмитиновая

4-6

Строение этих диглицеридов исследовалось во многих работах (ср. [5,18,23,24, 27]) с использованием современных методов анализа. Какао-масло различного про­исхождения исследовано в работе [13], и эти результаты представлены ниже — см. табл. 3.1 и рис. 3.1.
                            Таблица 3.1. Состав триглицеридов какао-масла из основных районов произрастания какао-бобов. По [13]
Доля, %
Происхождение
какао-боба
Тринасы­
щенные

Мононенасы­
щенные
Диненасы­
щенные
Полиненасы-
щенные
Гана

1,4

77,2

15,3

6,1

Кот Д’Ивуар

1,6

77,7

16,3

4,4

Камерун

1,3

75,7

18,1

4,9

Бразилия

1,0

64,2

26,8

8,0


3.1            Рис. 3.1. Графическое представление процентного от­ношения сухих веществ в зависимости от температуры какао-масла. По [13]
             Свойства какао-масла
Существует масса публикаций на тему исследований какао-масла, и наиболее типичные цифры приведены в табл. 3.2. Основные физико-химические свойства по разным данным практически одни и те же, но современные методы анализа выяви­ли некоторые различия в структуре глицеридов, что повлекло дальнейшее изучение физических свойств, включая скорость кристаллизации, кривые охлаждения, твер­дость (пенетрацию) и сжатие. Эти свойства по разным данным существенно разли­чаются.
         Естественные вариации в составе какао-масла в зависимости от источника поставки
Потребители какао-масла из относительно новых регионов возделывания ка­као-бобов сообщают о существенных колебаниях физических свойств этого масла.
Многие потребители указывают на более мягкую консистенцию бразильского какао-масла по сравнению с его западно-африканским аналогом, однако выявлены заметные различия и в масле какао-бобов из одного региона возделывания, хотя в прошлом поставки из Ганы и Нигерии отличались однородным качеством.
Крупнейшим поставщиком какао-бобов и других какао-продуктов становится Малайзия. Согласно [26], в какао-масле из Малайзии не выявлено никаких откло­нений от нормы по сравнению с ганским.
          Переохлаждение, кривые охлаждения
Какао-масло обладает уникальными свойствами переохлаждения (ниже темпера­туры затвердевания). Это означает, что какао-масло будет оставаться в жидком состоя­нии до определенной точки плавления. При строгом контроле процессов охлаждения и перемешивания их продолжительность и температуру в ходе технологического про­цесса можно изобразить графически, причем большинство фирм-производителей жи­ров и какао-масла этот анализ полностью автоматизировали. Форма кривой свиде­тельствует о чистоте и качестве какао-масла (более подробно об этом см. Приложе-

                                  Таблица 3.2. Свойства какао-масла
Данные Значение Источник
[9] [12] [22]
Удельная масса

0,8957(40/15,5 °С)

0,910-0,912(15/15 °С) в жидком сост. 0,976-0,978(15/15 °С) в твердом сост. -

0,950-0,975 (15,5/15,5 °С)

Коэффициент преломления

1,4560-1,4580 (40 °С)

1,4565-1,4578 (40 °С)

1,4565-1,4575 (40 °С)

1,456-1,458 (40 °С)

Йодное число

35,4 (35-40)

33,5-37,5

33-39

35-40

Число омыления

195 (188-198)

192-197

191-198

188-195

Доля неомыляемого вещества

0,8%

0,3-0,4%

0,5-1,1%

Менее 1,5%

Йодное число неомыляемого вещества

80-96







Точка плавления:









полное расплавление

33,0 °С (32,0-34,0 °С)

32,8-35,0 °С

32,5-34,5 °С

31-34 °С

начало расплавления

32,0 °С (31,2-32,7 °С)

31,8-33,5 °С (точка текучести)

30,0-32,5 °С



Свободные жирные кислоты (например олеиновая)

1,5% (максимально допустимое значение)

0,8-3,0% (полное расплавление жирных кислот)

0,4-1,05%

0,5-1,4%

Точка титрования

49,0 °С

51,5-53,5 °С (точка текучести жирных ки­слот — 49,0-51,0 °С)

49-50 °С

48-51 °С

Показатель Райхерта-Майсла

0,65

0,1-0,5



0,2-1,0


ние 1). Кривые охлаждения используют также в темперометрах — приборах для измерения степени темперирования шоколада в ходе глазирования и формования.
         Кристаллизация, полиморфизм
Процесс кристаллизации какао-масла довольно сложен из-за присутствия в нем различных глицеридов. По структуре оно полиморфно, то есть может кристаллизо­ваться в разные формы в зависимости от степени затвердевания жидкого жира. Су­ществуют три основные полиморфные формы кристаллизации (у, а, (3), обладаю­щие следующими свойствами:
ɣ-форма, достигаемая быстрым охлаждением жидкого жира; точка плавле­ния — около 17 °С; эта форма очень нестабильна даже при низких температу­рах;
α-форма с точкой плавления 21-24 °С;
β'-форма (точка плавления — 27-29 °С), в которую сначала при нормальных температурах переходит а-форма, а также
β-форма, в которую затем преобразуется β'-форма; она стабильна и имеет точ­ку плавления 34-35 °С.
Их стабильность постепенно возрастает от у до р, и целыо всех производствен­ных процессов при работе с шоколадом является приведение какао-масла и шоко­лада к наиболее стабильному состоянию. Неудачи в достижении этой цели ведут к изменению цвета, образованию белого налета (жировое поседение) и замедлению приобретения нужной формы (эти проблемы мы обсудим ниже). Известны также другие полиморфы, однако с практической точки зрения наиболее важны вышеупо­мянутые четыре [28].
Все большее значение приобрела скорость кристаллизации. На этапе разработ­ки аналогичных жиров было замечено, что это свойство не зависит от структуры глицеридов. Некоторые данные можно получить из температурной кривой и кри­вой охлаждения, однако новые приборы позволяют измерять повышение вязкости или сопротивление перемешиванию в определенных условиях.
Подобный аппарат называется «термореограм» (TRG) и описан в [2]. Описание экспериментов с его использованием приведено в трех статьях — [14-16].
Принцип его действия сводится к следующему. Прибор состоит из месильного устройства, вращающегося с постоянной скоростью внутри термостата с регулируе­мыми условиями. Поддерживается определенная температура жидкого жира, при­чем он может кристаллизоваться при движении месильного устройства. Кристалли­зация жира создает сопротивление работе месильного устройства, при этом силу про­тиводействия измеряют и графически отображают относительно шкалы времени.
Наиболее важным фактором в работе с шоколадом и покрытиями на базе расти­тельных жиров на этапах темперирования, отделки и формования является ско­рость кристаллизации. С помощью 77?С-метода можно выявить свойство, которое не показывают кривые вязкости и охлаждения. Аналогичные изменения кристал­лизационной модели какао-масла и подобных ему жиров засвидетельствованы в интересной публикации [6].
         Твердость, пенетрация
Известно, что твердость какао-масла разного происхождения и полученного различными способами может отличаться, что связано с моделью кристаллизации. Для ее измерения применяют пенетрометр, который представляет собой конус, по­гружаемый в плитку жира. На него можно воздействовать разными грузами и фик­сировать время, за которое он проникнет в жир при разных температурах. Примене­ние пенетрометра описано в [15] и в других разделах данной книги.
         Сжатие
Какао-масло обладает ценным свойством сжатия по мере затвердевания, что позволяет осуществлять формование шоколада, придавая ему привлекательный для розничной торговли вид.
Соответствующее сжатие зависит от правильного темперирования шоколада. Затвердевание какао-масла или шоколада для его сжатия и образования нежной кристаллической твердой массы, которая хорошо сохраняется без порчи (без обра­зования налета), зависит от формирования устойчивого полиморфного состояния какао-масла во время его охлаждения и формования. Процесс объемного сжатия какао-масла при разных условиях охлаждения представлен на рис. 3.4.
В работе [17] изменения при сжатии какао-масла изучались в разных условиях охлаждения. Для эксперимента авторы выделили три его полиморфные формы:
форма 1, которая была получена путем нагревания какао-масла до 50 °С и по­следующим поочередным погружением образца в ванны с ледяной и прогре­той водой (до 24 °С) и выдерживанием образца при температуре 25 °С в тече­ние 65ч;
форма 2, которая была получена путем нагрева аналогично форме 1 и после­дующего охлаждения в ледяной воде;
форма 3, которая была получена в результате последовательных шестикрат­ных нагревов до 50 °С и охлаждения между ними с 20 до 6 °С.
На приведенных двух графиках показаны объемное (рис. 3.2) и линейное (рис. 3.3) сжатие кристаллизованного какао-масла при его затвердевании при раз­личной температуре.
Мы провели дилатометрические эксперименты по объемному сжатию за перио­ды охлаждения до 18 и 10 °С с хорошо кристаллизованным какао-маслом при тем­пературе 31 °С (рис. 3.4). Кривые показывают объемное сжатие в разных условиях охлаждения за определенное время, и из них со всей очевидностью следует, что при низких температурах сжатие проходит намного быстрее. После нескольких экспе­риментов был рассчитан процент сжатия (см. табл. 3.3).
                                 Таблица 3.3. Процент сжатия


Объемное сжатие, %

Продожительность охлаждения, мин

18°С

10°С

25

1,8

4,1

50

4,1

7,4

3.2          Рис. 3.2. Объемное сжатие кристаллизованного какао-масла при его отверждении при разных температурах
Эти данные интересны с точки зрения использования в производстве отделочного шоколада (когда избыточное сжатие требуется) умеренных температур охлаждения
Использовано с разрешения USDA, г. Новый Орлеан, США.
3.3                           Рис. 3.3. Линейное сжатие кристаллизованного какао-масла при разных температурах
Линейное сжатие важно при формовании плиток шоколада, когда хорошее сжатие необходимо для извлечения шоколада из формы и получения стабильных плиток. Также требуются стабильные формы какао-масла
Использовано с разрешения USDA, Новый Орлеан, США.
3.4                                              Рис. 3.4. Объемное сжатие кристаллизованного какао-масла при охлаждении
Общее линейное сжатие измерялось также в прямоугольных и круглых формах, в результате чего было получено среднее сжатие на 1,9%. Как объемные, так и ли­нейные величины сжатия близки к тем, которые были получены в [17].
При использовании полученных данных в процессах глазирования и формова­ния следует учитывать еще один фактор.
Дилатометрические измерения какао-масла показали, что при 18 °С значитель­ная его часть все еще находится в жидкой фазе, диспергированной в твердокристал­лической, и на количестве жидкой фазы отражается повышение или понижение температуры (см. табл. 3.4).
                                           Таблица 3.4. Доля жидкой фазы какао-масла меняется с изменением температуры
Температура,
°С
Хорошо темперирован­ное какао-масло, по [17]
Жидкая фаза, %
«Затвердевшее» какао- масло (среднее значе­ние по разным данным)
Смесь какао-масла со сливочным маслом в пропорции 82/18 (как в английском молочном шоколаде). Поданным автора
0
0,6
5
1,9
10
4,1
11
19
15
6,8
14
25
20
10,8
15
30
25
16,7
20
37
30
36,1
38
75
34,1
100
Наличие жидкой фазы сказывается на текстуре какао-масла и содержащего его шоколада, что в условиях высоких температур ведет к его пластичности (см. рис. 3.4).
Эти свойства имеют важное значение при застывании шоколада, так как в усло­виях более высокой температуры (18 °С) шоколадная глазурь на кондитерских из­
делиях по мере охлаждения может «расплываться» или «размягчаться». При охлаж­дении и окончательной кристаллизации при температуре 10 °С и ниже шоколад ме­нее подвержен размягчению и быстро становится ломким и рассыпчатым. Может также появиться трещина в его хрупком центре. В то же время низкие температуры охлаждения способствуют образованию более нестабильных форм какао-масла с риском его обесцвечивания или появления налета в течение срока хранения.
Присутствие в молочном шоколаде сливочного масла (которое плавится при более высокой температуре) увеличивает долю жидкой фазы при данной темпера­туре.
Описанные выше явления кристаллизации и сжатия следует учитывать в про­цессе охлаждения шоколада. Подробнее мы рассмотрим их в разделах «Глазирова­ние», «Охлаждение шоколада» и «Образование налета» (глава 7).
          Экстрагирование какао-масла растворителем
Экстрагирование какао-масла рас­творителями практикуют и совершен­ствуют уже много лег. Какао-масло, из­влеченное по голландскому методу, имеет в шоколадной индустрии репута­цию надежного коммерческого продук­та благодаря пристальному вниманию, которое уделяется отбору и обработке сырья, качеству растворителей и рафи­нированию экстрагированного какао- масла.
Для этого метода экстрагирования существует множество типов оборудо­вания порционного и непрерывного действия, приспособленного для обра­ботки различного сырья: семян, орехов, боенских отходов или костей. Матери­ал для экстрагирования какао-масла предпочтительнее обрабатывать слоя­ми (типа выходящих из шнекового пресса) или кусочками, так как какао- порошок хуже пропитывается раство­рителем.
Схема установки для экстрагирова­ния непрерывного действия, работаю­щей на основе чистого гексана, пред­ставлена на рис. 3.5. Она состоит из
3.5                                      Рис. 3.5. Экстрактор какао-масла непрерыв­ного действия на чистом гексане
большого вертикального подъемника ковшового типа. У такого экстрактора обычно бывает тридцать ковшей (около 1,5 м в длину, 0,65 м в ширину и 0,65 м глубиной ка­ждый), перфорированных отверстиями как дуршлаг. Когда ковши достигают верха, они автоматически наполняются какао-жмыхом и при движении вниз опрыскива­ются растворителем и мисцеллой с растворенным в ней какао-маслом (мисцеллу мы обсудим ниже). Смесь просачивается сквозь какао-жмых и капает из ковша в ковш, растворяя все больше какао-масла по мере достижения низа экстрактора. Эта смесь растворителя с примерным содержанием какао-масла в 15% перекачивается в перегонные колонны, где какао-масло восстанавливается. При движении вверх ков­ши с частично экстрагированным какао-жмыхом промываются чистым растворите­лем, который также капает из ковша в ковш, попадая внизу в резервуар, из которого отбирается раствор для прокапывания какао-жмыха, движущегося вниз.
После прохождения точки подачи чистого растворителя «прокапанный» ка­као-жмых продолжает движение вверх. Наверху ковш переворачивается и опо­рожняется в специальный бункер, откуда обезжиренный какао-жмых поступает на сушку.
Порционный метод. При порционном методе экстрагирования растворителем оборудование состоит из последовательности резервуаров (обычно сгруппирован­ных по 5 штук). В эти чаны загружают какао-жмых и наполняют растворителем. Для экстрагирования максимального количества какао-масла и в целях экономии каждую новую партию какао-жмыха промывают в течение 20 мин пятью раствора­ми. В первом растворе концентрация какао-масла самая высокая (от четырех пре­дыдущих промывок), следующий до этого используют трижды и так далее, пока по­следняя промывка не станет чистым растворителем, который, в свою очередь, про­качивают в другие чаны для повторения процесса. Затем раствор какао-масла в растворителе дистиллируют и восстанавливают какао-масло.
Как и в случае любого другого уникального для отрасли оборудования, усовер­шенствования производятся постоянно. В области экстрагирования и рафинирова­ния какао-масла специалисты постоянно предлагают новые конструктивные реше­ния, повышающие производительность установок с учетом экономических аспек­тов. Более подробную информацию по этому вопросу следует искать в литературе, посвященной технологиям производства жиров и масел.
         Рафинирование какао-масла, экстрагированного растворителем
После экстрагирования и последующего выпаривания растворителя какао- масло подвергают щелочному рафинированию, обесцвечиванию (отбеливанию) и дезодорированию.
  1. Процесс щелочного рафинирования включает дегуммирование (рафинирова­ние какао-масла гидратацией) горячей водой и центрифугированием, промывание щелочным раствором (нейтрализацию) и последующее сепарирование. На завер­шающих стадиях осуществляется промывка и вакуумная сушка. К числу непрерыв­ных методов осуществления данных операций относится процесс Де Лаваля (de Laval).
  2. Обесцвечивание (отбеливание) происходит в условиях разрежения с приме­нением в качестве отбеливающего агента сукновальной глины. После реакции гли­нистая смесь поступает в фильтр-пресс, а затем — в дезодоратор.
  3. Дезодорирование производится перегретым паром в условиях разрежения (см. ниже).
          Дезодорирование какао-масла
Какао-масло, экстрагированное растворителем, обычно подвергают рафиниро­ванию и дезодорированию, получая при этом относительно нежный (мягкий) вкус какао-масла.
Многие производители шоколада дезодорируют какао-масло частично, чтобы сделать его более подходящим для производства молочного шоколада и определен­ных видов глазури. Дезодорированное какао-масло применяют также в фармацев­тической промышленности, так как какао-масло является жиром, плавящимся при температуре чуть ниже температуры человеческого тела, и его обычно используют там, где не требуется сильного аромата какао. Когда какао-масло экстрагировано из алкализованного какао тертого, полученного интенсивной обжаркой какао-бобов, оно характеризуется выраженным ароматом и при сочетании с тонким ароматом молочного шоколада оно «перебивает» его «молочный» характер. Такое какао- масло с сильным ароматом можно
использовать в производстве тем­ного шоколада, но из-за большого спроса на молочный шоколад та­кое масло дезодорируют.
Дезодорирование проводят перегретым паром в условиях разрежения; целью при этом яв­ляется ослабление (но не полное устранение) аромата.
Принцип работы дезодори­рующего оборудования изобра­жен на рис. 3.6. Для него сущест­венны:
  1. Сухой пар. На любой ста­дии технологического процесса в жидком какао-масле ни при ка­ких условиях не должна происхо­дить конденсация влаги.
  2. 3.6                                                        Рис. 3.6. Установка дезодорирования какао-масла
  3. А — пароперегреватель; В — распредели­тель пара; С — змеевик; О — вакуумная ка­мера с широкой горловиной; Е — сток с ба­рометрической пломбой
  4. Большая и широкая вакуумная камера с широкой горловиной, необходимой для того, чтобы в ней не скапливался конденсат, вызывая возврат ароматических со­единений в жир.
  5. Разрежение в 300 мм ртутного столба или немного менее.
  6. Контроль пара перед его подачей в пароперегреватель.
  7. Остеклованная дезодорирующая камера, в которую входят змеевик из нержа­веющей стали и пропариватель.
  8. Пар, выработанный из чистой питьевой воды (технический пар от заводских котельных не подходит).
  9. Регулярная очистка. Нежелательный аромат дезодорированного какао-масла возникает из-за полимеризованных летучих соединений, скапливающихся в горло­вине дезодоратора и способных проникать обратно в какао-масло.
  10. Охлаждение какао-масла после дезодорирования. Процесс начинается при температуре 104-110 °С, которая для подачи продукта в танки хранения неприем­лема. На короткое время до использования какао-масло следует охладить до темпе­ратуры около 70 °С, а если требуется более длительное хранение, то температура должна составлять 45-50 °С.
  11. Дезодорация при описанных выше температурных условиях и достаточная подача пара. Уровень температуры и подача пара в определенной степени зависят от требуемых характеристик какао-масла, и на каждом предприятии параметры оборудования устанавливают опытным путем.
Чистое экстрагированное какао-масло содержит натуральные антиоксиданты, которые в процессе дезодорирования уничтожаются или их содержание уменьша­ется. Поэтому на большинстве предприятий смешивают дезодорированное какао- масло с недезодорированным. Следует учитывать удерживающую способность де­зодорированного какао-масла, и даже если оно хранится отвержденным в блоках, срок хранения при температуре 13-15 °С не должен превышать 3-4 мес. Подробнее процесс дезодорироания описан в [3].
          Жиры-заменители какао-масла
О необходимости производства какао-масла в качестве самостоятельного про­дукта для шоколадной индустрии и связанных с этим ростом цен в периоды низ­ких урожаев мы уже говорили выше. На протяжении многих лет ученые работают в поисках подходящих заменителей какао-масла, которые (по крайней мере час­тично) могли бы использоваться для изготовления высококачественного шокола­да или полностью заменять какао-масло в составе глазури. Заменителям какао- масла посвящена глава 6; кроме того, информация по жирам представлена также в главе 9.
         Эквивалентные жиры (СВЕ)
Эквивалентный жир — это жир, обладающий всеми физико-химическими свой­ствами какао-масла, но его глицериды получены не из какао-бобов. По сравнению с какао-маслом такой жир может иметь иные ароматические свойства.
Первой разработкой в этой области было изобретение Коберина ( Coberine) фир­мой Unilever Со. совместно с одним из ведущих предприятий шоколадной индуст­рии. Данный продукт охранялся патентом 1961 г. на фракционирование пальмового масла из раствора ацетона. Данный жир имеет практически идентичный какао-маслу состав глицеридов, что позволяет смешивать его с ним в любой про­порции и применять на любой стадии производства шоколада: плавления, конди­ционирования или охлаждения. Сходство этих жиров показано в табл. 3.5 и на кри­вых охлаждения (рис. 3.8). На рис. 3.7 кривые охлаждения демонстрируют эвтекти­ческий эффект при смешивании какао-масла с несовместимым стеарином, а кривые охлаждения (рис. 3.8) доказывают не только полное сходство Коберина и какао- масла, но и отсутствие на стадии перемешивания эвтектического эффекта.
Принятые в ряде стран нормативные акты запрещают использование этого жира в производстве истинного шоколада, однако в Великобритании небольшое до­бавление Коберина в шоколад практикуют уже несколько лет. Когда Великобрита­ния вступила в ЕС, было выявлено наличие в английском шоколаде до 5% эквива­лентных жиров (около 15% жировой фазы).
Великобритания направила ходатайство в ЕС о разрешении включения в соот­ветствующее определение шоколада до 5% жиров, эквивалентных какао-маслу. В то же время Великобритания приняла свой нормативный акт (вступивший в действие в мае 1977 г.) относительно ограничения такого добавления в 5%. Аналогичная нор­ма действует в Ирландии и Дании.
                                     Таблица 3.5. Типичные физические и химические свойства Коберина (Coberine) и ка­као-масла
Жир

Йодное

число

Число

омыления

Точка размягче­ния (по Барнико- ту, Barnicoat)

Дилатация

Пенетрация (в единицах Хатчинсона, Hutchinson)

Коберин

34

196-197

35,2 °С

D20

1,950

24 при 70 °F



D25

1,840

35 при 75 °F

  D30

1,380



  D32.5

380



  D35

0



Какао-масло

37

193-194

35,4 °С

D20

2,010

25 при 70 °F

  D25

1,850

36 при 75 °F

  D30

1,390



  D32.5

320



  D35

0



3.7                                               Рис. 3.7. Кривые охлаждения для совместимых и несовместимых жиров
3.8                                                 Рис. 3.8. Кривые охлаждения, демонстрирующие сходство какао-масла и Коберина
 Консультативным органом ЕС является Caobisco, и, если будет достигнуто окончательное решение относительно такого добавления, то скорее всего будет точ­но определен тип добавляемого растительного жира.
Для изучения этого вопроса и выработки рекомендаций относительно методов анализа жиров, которые могли бы быть использованы в качестве 5%-ной добавки, Caobisco создала рабочую группу. Великобритания, Ирландия и Дания выступили против некоторых ее инициатив, и исследования продолжились.
Этот вопрос подробно обсуждался на Генеральной ассамблее Международной ассоциации производителей сахарных кондитерских изделий (IS СМ А) и Междуна­родного Бюро по какао и шоколаду (ЮСС) в мае 1981 г. в г. Херши, штат Пенсильва­ния, США, и в Брюсселе в сентябре 1981 г.
Проблемы, связанные с определением количества жира-заменителя какао-мас­ла в смеси, сложны, но решаемы [9, 21]. Этот вопрос подробно изложен в [7], где оп­ределение эквивалентных жиров, данное ЕЭС, трактуется следующим образом:
  1. Уровень триглицеридов типа SOS (S — насыщенные жирные кислоты, О - олеиновая кислота) составляет не менее 65%.
  2. Доля второй позиции глицерида, занятой ненасыщенными жирными кисло­тами, составляет не менее 85%.
  3. Общее содержание ненасыщенных жирных кислот составляет не более 45%.
  4. Ненасыщенные жирные кислоты с двумя и более двойными связями состав­ляют не более 5%.
  5. Содержание лауриновых кислот не превышает 1%.
  6. Содержание жирных кислот типа «транс-» составляет не более 2%.
После появления Коберина на рынке появились и другие эквивалентные жиры. Их применение с учетом Codex Alimentarius рассмотрено в [30].
          Жиры-заменители какао-масла (CBS)
Жиры, отличные от какао-масла, но которые могут быть с ним или шоколадом смешаны в небольшом количестве, называют жирами-заменителями какао-масла (CBS, Cocoa Butter Substitutes).
Прежде некоторые производители для разбавления какао-масла во вред своим изделиям и репутации использовали дешевые масла. У таких жиров было три глав­ных недостатка:
они образовывали с какао-маслом эвтектические смеси с более низкой точкой плавления, что делало шоколад при обычной температуре мягким, а летом — слишком мягким;
они увеличивали полиморфный эффект и затрудняли надлежащее темпери­рование шоколада, в связи с чем он был очень подвержен обесцвечиванию и образованию налета;
в них могли развиваться процессы микробиологической и окислительной порчи, что приводило к прогорканию изделий и развитию посторонних аро­матов.
Такие жиры получают из кокосового, пальмоядрового и других растительных и ореховых масел, и их состав значительно отличается от состава какао-масла. Эти жиры можно разделить на две группы: на основе лауриновой кислоты и на основе нелауриновых кислот.
Жиры — заменители какао-масла на основе лауриновой кислоты обладают раз­личными физическими свойствами, но имеют структуру триглицеридов, делаю­щую их несовместимыми с какао-маслом (короткоцепочечные глицериды жирных кислот). Для приготовления из этих жиров глазировочной смеси в качестве шоко­ладного ингредиента следует использовать какао-порошок с низким содержанием жира.
Эти жиры получают в основном из пальмоядрового масла. Характеристики фи­зически сепарированных от него стеаринов сходны со свойствами стеаринов какао- масла и превосходят стеарины гидрогенизированного или отвержденного пальмо­ядрового масла, которое все еще используют как ингредиент в кондитерской про­мышленности.
Жиры-заменители какао-масла на основе лауриновой кислоты характеризуют­ся стабильностью, хорошим сроком хранения, очень хорошей текстурой и арома­том. Они не требуют кондиционирования, как какао-масло, хорошо поддаются сжа­тию и формованию, и, что немаловажно, намного дешевле какао-масла.
Недостатками жиров-заменителей какао-масла являются следующие:
из-за несовместимости с какао-маслом все применявшееся для работы с шо­коладом оборудование перед производством глазури на основе лауриновой кислоты нуждается в тщательной мойке и очистке;
при взаимодействии с ферментами, расщепляющими жиры (липазой), осо­бенно при контакте с влагой или кондитерскими изделиями с повышенным содержанием влаги, высвобождаемые свободные жирные кислоты (лаури- новая кислота) дают сильный мыльный привкус (подробнее об этом см. гла­ву 9);
они плохо совместимы с молочным жиром.
Жиры-заменители какао-масла на основе нелауриновых кислот состоят из фракций гидрогенизированных растительных жиров (как правило, соевого, хлоп­кового, арахисового и кукурузного масел). Эти растительные масла выборочно гидрогенизируют с образованием кислот типа «транс-», что увеличивает твердую фазу жира.
Длина цепочек и молекулярная масса этих соединений сходны с какао-маслом, и поэтому 20-25% жиров-заменителей какао-масла на основе нелауриновых кислот в смеси толерантны с какао-маслом.
Многие подобные жиры-заменители какао-масла на основе нелауриновых ки­слот и приготовленные из них глазировочные смеси характеризуются меньшей ломкостью, чем какао-масло, шоколад или жиры-заменители какао-масла на основе лауриновой кислоты. У них воскоподобная текстура, они плохо поддаются формо­ванию и зачастую используются для глазирования пирожных, тортов и других выпечных изделий, где подобная текстура является преимуществом. Ломкие же по­крытия будут разрушаться от центра.
         Прочие жиры, связанные с какао-маслом
Какао-жир из оболочки какао-бобов. Как мы уже отмечали, при обычном экс­трагировании какао-масла из цельных какао-бобов количество какао-жира оболоч­ки составляет 0,74% от общего количества какао-масла.
При экстрагировании растворителем получаемый какао-жир не имеет ничего общего с какао-маслом. Он очень мягок, зачастую содержит много жирных кислот и беден ароматом. Его не рекомендуется использовать в качестве ингредиента в коли­чествах, превышающих его содержание в какао-масле из цельных какао-бобов.
Обнаружение какао-жира из оболочки в какао-масле. В [8] описан тест В1ие-Уа1ие, основанный на выявлении триптамида бегеновой кислоты, который присутствует только в оболочке. Анализируемое какао-масло после экстрагирования щелочным раствором растворяют в чистом циклогексане и измеряют ультрафиолетовый спектр полученного раствора. Очень высокое содержание неомыляемого какао- жира из какао-оболочки должно быть заметно (анализ этого какао-жира приведен в табл. 3.6).
                                             Таблица 3.6. Свойства какао-жира оболочки
Показатель
Значение
По [8]
Диапазон по другим источникам
Кислотность (олеиновая кислота)
3-7
3-64
13,7-47,1
Йодное число
52
39,9-41,4
39-61,4
Число омыления
183
189-202
168-181
Неомыляемое вещество
1,9%
-
7,1-14,5%
Коэффициент преломления
 
Индекс Zeiss butyro Индекс Zeiss butyro (40 °С) 47,3-57,2 (40 °С) 54-61
Точка плавления(полного)
28,5 °С
38-50 °С
-
Точка плавления (жирных кислот)
50,6-51,5 °С
-
          Жиры, родственные какао-маслу
Если предположить, что добавление 5% эквивалентного жира допустимо, будет ли сырья достаточно для обеспечения производственных нужд?
Жиры, описанные ниже, содержат, как и пальмовое масло, симметричные триглицериды, свойственные жирам, эквивалентным какао-маслу. Некоторые из них уже используют в смеси с основным ингредиентом — стеарином пальмового масла.
Масло иллипе. Это натуральный жир, по свойствам очень похожий на какао- масло. Этот твердый жир добывается из семян растений вида 5/югея на острове Борнео (иллипе — это его коммерческое название). Точка его плавления немного выше, чем у какао-масла (полное расплавление достигается при 37-38 °С). Масло иллипе несколько изменяет свойства содержащего его шоколада и требует других условий темперирования при выработке шоколадной глазури. При добавлении в шоколад 5-10% масла иллипе органолептически обнаружить его присутствие не­возможно.
В силу сходства глицеридного состава масла иллипе с какао-маслом их можно смешивать в любых пропорциях без образования эвтектических смесей. Это осо­бенно ценно, если необходимо повысить точку размягчения шоколада для стран с жарким климатом.
Свойства масла иллипе. Термин «масло иллипе» объединяет жиры, вырабаты­ваемые из разных масличных культур, в частности [25]:
  1. из индийских орехов иллипе (их еще называют «истинными иллипе») расте­ния Bassia longifolia]
  2. из индийских орехов Mourak дерева Bassia longifolia семейства Sapotaceae; жиры имеют разные точки плавления, однако их часто смешивают и продают как «масло иллипе»;
  3. из индонезийских орехов Siak (остров Суматра) деревьев Palaquium oleosum and P. oblongifolium, которые также принадлежат к семейству Sapotaceae;
  4. из орехов иллипе с индонезийских островов Суматра и Борнео; их дают опре­деленные виды Shorea семейства Dipterocarpaceae. Это большие лесные дере­вья, которые служат источником промышленной древесины, известной под названием meranti (seraya). В северной части острова Борнео эти орехи назы­вают tengkawang, а в Сараваке — engkabang. Высушенную сердцевину экспор­тируют, обозначая в названии продукта его происхождение, размер и цвет, — например «большой черный pontianak».
Орехи обычно не срывают, а собирают после их опадания с деревьев в бамбуко­вые корзины и на несколько недель погружают в воду, пока не раскроется внешняя оболочка. Затем их высушивают на солнце до достижения содержания влаги не бо­лее 6% и в таком состоянии экспортируют для экстрагирования. Жир из орехов ил­липе характеризуется бледно-зеленым цветом, но на рынке он встречается и в рафи­нированном, обесцвеченном виде.
Сравнительные характеристики по составу жирных кислот и глицеридных ком­понентов согласно [11] представлены в табл. 3.7, а в табл. 3.8 сведены физико-хими­ческие показатели (по разным данным).
Наиболее существенное различие между маслом иллипе и какао-маслом — это порог переохлаждения, то есть температура, при которой в медленно охлаждаемом в регулируемом режиме жидком жире начинают образовываться кристаллы. При использовании в шоколаде жира иллипе темперирование следует вести при более высоких температурах и при более длительном перемешивании, иначе возникает эффект формирования нестабильных «зерен» и в течение срока хранения повыша­ется риск образования жирового налета. Пик использования масла иллипе пришел­ся на конец 1920-х-начало 1930-х гг., и из-за недостатка знаний о его специфиче­ских особенностях это имело довольно неутешительные последствия.
Масло иллипе, как и какао-масло, очень стойкое к процессам окисления.
Масло ши (shea) добывают из семян африканского дерева Butyrospennumparkii, произрастающего в саваннах от Кот Д’Ивуара до Нигерии. В основном это дикорас-
                                                     Таблица 3.7. Состав жирных кислот и глицеридных компонентов
Жирная кислот

Масло иллипе с острова Борнео, %

Какао-масло, %

Пальмитиновая

19,5 24,3

Стеариновая

42,4 35,4

Олеиновая

36,9 38,2

Линолевая

0,2 2,1

Арахиновая

1,0

Глицериды

 

Тринасыщенные

1,0 3,0

Дипальмитостеарин

2,0

Пальмитодистеарин

1,0

Олеодипальмитин

8,0 4,0

Олеопальмитостеарин

32,0 57,0

Олеодистеарин

40,0 22,0

Пальмитодиолеин

3,0 7,0

Стеародиолеин

13,0 6,0

Триолеин

1,0

Таблица 3.8. Физико-химические характеристики масла иллипе с острова Борнео и какао-масла




Масло иллипе
с острова Борнео
Какао-масло
Точка начала плавления 34-36 °С

31,8-33,5 °С

Точка полного расплавления 37,5-39 °С

32,8-35,0 °С

Точка затвердевания 28-32 °С

27-29,5 °С

Коэффициент преломления при 40°С

1,456-1,457

1,456-1,458

Индекс Zeiss butyro 45-47°

46-47,5°

Число омыления 188-197

191-198

Йодное число 29-38

33-39

Содержание неомыляемыхвеществ 0,7-2,0%

0,5-1,1%

Удельная теплоемкость 0,51

0,49

(температурный диапазон 4-24 °С)





Скрытая теплота плавления (от комнатной температуры)

32 кал/г

31-33 кал/г

тущее дерево, и так как для созревания и плодоношения требуется 15-20 лет, его до сих пор не культивируют.
Сбор плодов проходит нерегулярно и зависит от цен на урожаи других культур. Тем не менее этот жир является хорошим дополнением к жирам, эквивалентным ка­као-маслу.
Манговое масло и масло Sal. Деревья, которые являются источниками данных жиров (Mangifera indica и Shorea robusta), произрастают в Индии, и при условии над­лежащего культивирования можно получить значительное количество этих масел.
Жиры, предохраняющие от образования жирового налета. Жировой налет — это обесцвечивание продукта (особенно на глазированных темным шоколадом из­делиях с большим содержанием жира в центре, где жир плавится при более низких температурах и находится в относительно свободном состоянии). Типичный при­мер — кокосовая начинка. Иногда жировой налет образуется и на молочном шо­коладе.
При повышенных температурах хранения (21-24 °С) полиморфы шоколадной глазури расплавляются, распространяются по поверхности и рекристаллизуются с формированием беловатого налета. Жидкий жир из центра изделия диффундирует в глазурь и вызывает аналогичный эффект. Как мы уже отмечали при описании по­лиморфов какао-масла, причины и пути предотвращения появления налета мы рас­смотрим ниже.
Добавление определенных жиров в шоколад может существенно замедлить об­разование налета. Наиболее известный из таких жиров — это топленое масло, кото­рое используют как ингредиент в странах, где применение жиров-заменителей какао-масла запрещено. Добавление около 4% такого масла в шоколад обеспечивает максимальную защиту, а минимально необходимое его количество — 2%.
Топленое масло представляет собой дегидрированное сливочное масло без сгу­стков, и независимо от способов производства для прекращения липолитической активности его желательно в течение 15 мин подвергнуть нагреванию до 95 °С. К за­метному размягчению шоколада приводит добавление 4% такого масла, но многие производители предпочитают добавлять 2%, сохраняя рассыпчатую текстуру своих изделий.
Обширное исследование относительной ценности различных защищающих от образования налета добавок представлено в [14]. Из двадцати протестированных добавок только лишь три оказались действительно эффективными: топленое масло (дегидрированное сливочное масло), бисквитин (biscuitine, арахисовое масло плюс отвержденный жир) и отвержденное арахисовое масло (Special 36)[1].
         Литература
  1. Alfa Laval Co. Ltd. Brentford, Middlesex, England.
  2. Baenitz, W. Fette, Seifen Anstrich-mittel. — 1978. — № 79, S. 476.
  3. Bauermeister, H. // House Mag. — 1966.— № 39. (Hamburg, W. Cermany).
  4. British Patents 1961. № 827, 172 и 925, 805. (Unilever Co., England).
  5. Chapman, D., Crossley, A., Davies, A. C. //J. Chem. Soc. — 1957. — P. 1502.
  6. Davidson, R., Crespo, S. Cocoa butter crystallization behaviour. — Manf. Conf. — May 1979.
  7. ErrboeJ. Bull. ISCMA/IOCC, Sept., 1981; Official report. — May. 1981.
  8. Fincke, A.f and Sacher, H. Sisswaren — 1963. — 428.31.
  9. Fincke, A. Handbuch der Kakaoerreugnisse. —    2nd  ed.  — Berlin: Springer-Verlag, 1965.
  10. Fincke, A. Deutsche Lebens. — 1980. — Rund76. — S.  162.
  11. Hilditch, T. P., Stainsby, IV. J.J. Soc. Chem. Ind. - 1936. - № 55. - P. 95T.
  12. Jensen, H. R. Chemistry Flavoring and Manufacture of Chocolate, Confectionery and Co­coa. — Philadelphia: Blakistons, 1931.
  13. Kattenberg, H. R. The quality of cocoa butter. — Manf. Conf. — Jan. 1981.
  14. Kleinert J. Studies on the formation of fat bloom // Int. Choc. Rev. — May 1961.
  15. Kleinert J. // Review Chocolate, Confectionery and Bakery. — June 1982.
  16. Kleinert, J. // Review Chocolate, Confectionery and Bakery. June-Dee. 1982
  17. Lovegren, N. V., Feuge, R. 0. //J. Am. Oil Chem. Soc. — 1965. — № 42. — P. 308.
  18. Lutton, E. S. //J. Am. Oil Chem. Soc. 1957. — № 34.— P. 521.
  19. Lutton, E. S., Wille, R. L. //]. Am. Oil Chem. Soc. — 1966. — № 43. — P. 491.
  20. Meara, M. L. //]. Chem. Soc. - 1949. - P. 2154.
  21. Padley, F. B., Timms, R. E. // Chem. Ind., London, 1978. — P. 918.
  22. Pearson, D. Chemical Analysis of Foods. — London: Churchill, 1970 (new edition 1981).
  23. Savary, P., Flansy,J. // Desnuelle Biochem. Biophys. Acta. — 1957. — № 24. — P. 414.
  24. Schofield, C. A., Dutton, H.J. //}. Am. Oil Chem. Soc. - 1959. - N2 36. - P. 325.
  25. Smythies, B. E. The Illipe Nut. — Kuching: Sarawak Coverminent Printing Office, 1957.
  26. Som, N. H., Kheiri, M. S. A. Manf. Conf. — March 1982.
  27. Steiner, E. H., Bonar, A. R.J. Sei. Fd. Agr. — 1961. — №12. — P. 247.
  28. Vaeck, S. V. Manf. Conf. - 1960, 40(6). - P.   35.
  29. Weik, R. W. Manf. Conf. - Jan. 1982.
  30. Wolfe, J. C.B.E’s and codex. — Manf Conf. — 1977.
[1] Бисквитин производится фирмой SAIS Company, Швейцария (группа компаний Unilever).Существует несколько разновидностей этого продукта, и их свойства нуждаются в проверке. — Примеч. авт.
Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий