Сорта какао бобов, их ферментация и сушка

Сорта какао бобов, их ферментация и сушка

Основным сырьем для производства шоколадных изделий являются сахар песок и какао бобы. Переработка какао бобов ежегодно увеличива­ется, потребность для кондитерской промышленности нашей страны со­ставляет около 200 тыс.т в год.

Мировое производство какао бобов достигло 2,0 млн.т. Основными производителями какао бобов являются страны Африки: Гана, Нигерия, Берег Слоновой Кости, Камерун и другие. Здесь производят более 1,5 млн.т, в странах Южной Америки – 400 тыс. г и в странах Юго-Восточ­ной Азии – около 100 тыс.т какао бобов в год.

По месту произрастания все какао бобы делятся на три группы: афри­канские, американские и азиатские. Часто название того или другого сор­та какао бобов совпадает с названием страны, где их культивируют. Так, к африканским относятся такие сорта: Гана, Камерун, Нигерия, Ангола, Кот-д’Ивуар и др.; к американским – Куба, Байя, Гренада, Арриба, Три­нидад и др., к азиатским – Ява, Цейлон и др.

По своим качественным признакам все какао бобы подразделяются на две группы: потребительские и благородные. Первые отличаются ярко выраженным горьким, терпким и кислым вкусом. К ним относятся все аф­риканские сорта какао бобов и американский сорт Байя (Бразилия). Бла­городные сорта какао бобов отличаются выраженным вкусом и приятным ароматом. К ним относятся американские и азиатские сорта.

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

Сырые какао бобы входят в состав плодов какао, произрастающих и созревающих на дереве какао «Theobrama cacao L» (рис.1-1). Плод какао состоит из оболочки 1 толщиной 15-20 мм и красновато-желтой мякоти (пульпы) 2, внутри которой расположены пятью рядами 30-50 миндалевид­ных семян (бобов) 3 длиной около 2,5 см.

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

Рис. 1-1. Плоды какао на дереве какао; а – продольный;

Чтобы улучшить вкус, аромат и цвет какао бобов и отделить от них плодовую мякоть, их подвергают на плантациях ферментации и сушке.

Ферментация является первоначальной стадией обработки свежих какао бобов. При ферментации происходят изменения в пульпе и семядо­лях, связанные с действием ферментов. Различают внешнюю фермента­цию, обусловленную биохимическими процессами в пульпе, и внутреннюю – связанную с физико-химическими процессами в семядолях.

В свежих какао бобах содержатся разнообразные ферменты: амилаза, протеиназа, липаза, каталаза, р-галактозидаза, полифенолоксидаза, ди­астаза, пероксидаза и др. Активность действия каждого фермента зависит от состояния субстрата, его концентрации, количества воды, рН среды, температуры. Поэтому при ферментации какао бобов не все перечислен­ные выше ферменты проявляют одинаковую активность, что связано с ана­эробными и аэробными условиями ферментации, непрерывными изменени­ями температуры, рН среды и содержания влаги.

Для ферментации свежие бобы, с приставшей к их поверхности плодо­вой мякотью, складывают в деревянные ящики, земляные ямы или насыпа­ют в кучи, сверху укрывают брезентом или слоем банановых листьев, что­бы сохранить тепло, выделяемое в процессе ферментации.

Биохимические процессы при ферментации протекают прежде всего в пульпе под действием микроорганизмов, для которых пульпа представля­ет собой питательную среду.

В состав пульпы входят 10-13 % Сахаров (сахароза, глюкоза, фрукто­за), 80-90 % воды, пектиновые вещества, органические кислоты, азотис­тые вещества, рН пульпы 3,6-3,7.

Начальная стадия ферментации протекает в анаэробных условиях, так как поверхность между бобами почти полностью заполнена пульпой, и содержание кислорода в среде низкое. Анаэробные условия, высокое со­держание сахара в мякоти, низкое значение рН среды благоприятны для роста и размножения дрожжей, которые быстро сбраживают сахара и об­разуют большое количество этанола и диоксида углерода. В процессе бро­жения выделяется теплота.

К концу первых суток температура бобов повышается до 32-33°С, их перемешивают для равномерной ферментации во всех слоях. К концу вто­рых суток температура бобов достигает 37-38°С, их снова перемешивают. К концу третьих суток температура повышается до 45-50°С. К этому вре­мени из-за бактериального окисления спирта брожение переходит в уксус­нокислое. В пульпе накапливается уксусная кислота.

Одновременно с процессом брожения Сахаров пульпы происходит ее разжижение в результате действия ферментов на пектиновые вещества. Плодовая мякоть отделяется от бобов и стекает в виде жидкости, содержа­щей спирт, уксусную кислоту и воду. Эти вещества частично переходят в семядоли бобов, изменяя их химический состав и влажность.

Внешняя ферментация (в пульпе) создает условия для внутренней фер­ментации (в какао бобах).

В анаэробных условиях под действием гидролитических ферментов в семядолях протекают биохимические процессы, в результате которых на­капливаются редуцирующие сахара и свободные кислоты. Происходит окисление полифенолов и гидролиз антоцианов, что смягчает горький вя­жущий вкус какао бобов и изменяет их окраску.

Когда температура ферментации достигает 45-50°С, происходит час­тичный гидролиз протеина, что вызывает структурные изменения семядолей и нарушение целостности клеток, накопление водорастворимого азота.

В процессе ферментации активность ферментов падает. При достиже­нии 45-50°С многие ферменты частично или полностью инактивируются.

Наряду с биохимическими при ферментации протекают физико-хими­ческие процессы, которые вызывают структурные изменения в тканях се­мядолей.

Семядоли состоят из различных клеток, разделенных мембранами. Мелкие клетки (от 23 до 40 мкм) содержат жир, крахмал, алейроновые зерна, а крупные (от 40 до 80 мкм) – фенольные соединения и пуриновые основания. Содержащиеся в клетках ферменты и субстраты в свежих бо­бах разобщены. В процессе ферментации происходит смешение всех ком­понентов клетки в непрерывной плазмолитической водной фазе и стано­вятся возможными гидролитические, а затем и окислительные процессы.

Длительность ферментации выбирается в зависимости от сортовых особенностей бобов. Ферментация благородных сортов длится 2-3 суток, а потребительских 5-7 суток.

Однако применяемые способы ферментации не обеспечивают равно­мерного течения биохимических и ферментативных процессов по всему объему какао бобов из-за недостаточного регулирования аэрации. Только на четвертые сутки ферментации кислород начинает проникать в ядро бо­бов и вызывать окислительные изменения на его поверхности. Внутри се­мени могут оставаться анаэробные условия до конца ферментации и даже при сушке. Поэтому товарные какао бобы не могут быть полностью одно­родными по степени ферментации и содержат наряду с ферментированны­ми и недоферментированные бобы.

После ферментации какао бобы подвергают сушке. Сушка может про­изводиться естественным путем (солнечная сушка) или нагретым воздухом при температуре 40°С. Во время сушки удаляется от 60 до 40 % влаги, продолжаются процессы аэробной стадии ферментации – главным образом окисление полифенолов под влиянием полифенолоксидазы, что сопровож­дается уменьшением горького и вяжущего вкуса и усилением коричневой окраски бобов.

Вследствие разрыхления ткани, растворения содержимого клеток, выделения полифенолов из вакуолей при ферментации и лучшей диффузии кислорода при сушке, окисление полифенолов ускоряется.

Естественная сушка на земляных площадках считается наилучшей, но при высокой относительной влажности воздуха затрудняется. Несоб­людение постоянных условий сушки не позволяет стабилизировать каче­ство товарных какао бобов. Поэтому в закупленном сырье может содер­жаться большее или меньшее количество полностью или частично фиоле­товых какао бобов, что не может не сказываться на вкусе получаемых изделий. После сушки товарные какао бобы имеют влажность 6-7 %.

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