NO305342B1 - FremgangsmÕte for behandling av kakaob°nner ved forbedret kakaofermentering - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fermentering av kakaobønner.

Sjokolade og kakaoprodukter blir utvunnet fra kakaotreet "Theobroma cacao", der fruktene består av kapsler som hver inneholder ca. 35 frø, som vanligvis blir referert til som kakaobønner, som er dekket med en søt slimaktig masse. For å fremstille kakaobønnene for fremstilling av sjokolade og kakaoprodukter, blir kakaobønnene tradisjonelt fermentert sammen med massen og deretter tørket. Fermentering er en nøkkeloperasjon i fremkalling av farge, smak og aroma til bønnene. Hvis fermenteringsprosessen ikke blir godt nok gjennomført, vil smaken ha svak intensitet og blir ofte ødelagt av surhet og/eller bismak.

Det finns flere fermenteringssystemer avhengig av variasjonen

i kakao og opprinnelsesland. En standard fremgangsmåte som eksisterer i Malaysia innbefatter plassering av friske kakaobønner med deres belegg av masse i rustfrie ståltrykkbokser, redusering av masseinnholdet ved å presse med en hydraulisk presse og deretter lagring over natten under trykk. Bønnene blir tippet i en større fermenteringsboks med en grunn kardybde og fermentert i en dag, deretter overført til en mindre fermenteringsboks med en øket kardybde med bønner og fermentert i ytterligere en dag. Denne overføringen mellom små bokser blir gjentatt og fermentering blir fortsatt i 5 eller 6 dager. De fermenterte bønnene blir overført til en sirkulær tørker og tørket i 8 timer ved 70-80°C, hvilt i 12 timer og til slutt overført til en rotas jonstørker og tørket igjen i 8 timer ved 70° C for å gi de tørkede kakao-bønnene .

De malaysiske kakaobønnene som blir fermentert på denne måten kan imidlertid ha noen av de følgende hovedulempene:

1. høy surhet

2. høy forekomst av bismaker

3. liten sjokoladesmak

Under fermentering blir massen, som inneholder ca. 80% vann, 18% sukker, 1, 5% sitronsyre, pektin og mindre mengder aminosyrer og mineralsalter, vert for en lang rekke mikro-biologiske aktiviteter. Gjær omdanner f.eks. sukker til alkohol, eddiksyrebakterier vil metabolisere alkohol til eddiksyre og melkesyrebakterier vil endre sukker til melkesyre. Ved hjelp av pektinolytiske enzymer taper massen sin slimaktige natur og mye av det dreneres fra massen som "søtstoff". Bønnedød forekommer i løpet av to dager hvilket tillater enzymer og substrater fritt å reagere på innsiden av bønnene. Den opprinnelige pH i bønnene er ca. 6,6, men under fermentering synker pH til under 5 og tillater diffusjon av syrene inn i bønnene. pH i bønner fra Malaysia er ofte fremdeles under 5 etter 5 dagers fermentering og det forårsaker forkastelig høy surhet, mens forlenget fermentering over 5 eller 6 dager bidrar til et høyt nivå av bismak i kakaobønnene.

Siden kakaobønnene som dyrkes på det meste av Malaysia-halvøya inneholder en høyere mengde masse enn andre kakao-bønner, f.eks. Amelondao i Ghana, har massen tendens til å gjøre at bønnene kleber seg sammen slik at fermenteringen er anaerobisk. Forskjellige metoder har blitt foreslått for å redusere mengden av masse for å modifisere fermenterings-betingelsene slik at de blir mer aerobiske og tilsvarer de fra andre kakaobønner, f.eks. Ghana. Slike metoder inkluderer hydraulisk pressing, kapsellagring, solspredning og kombinasjon av kapsellagring og solspredning.

Harrisons Malaysian Plantations Berhad anvender mye hydraulisk pressing i fermentering, men de fermenterte kakaobønnene har de ulempene som angitt over. De pressede bønnene har et ru ytre utseende med en betydelig gjenværende masse som er ujevnt fordelt.

Kapsellagring involverer lagring av høstede kapsler i perioder fra 5 til 11 dager etter at kapslene er brutt opp og selv om masse til bønneforholdet vesentlig er redusert, er denne reduksjonen uoverensstemmende og resulterer i en kakao med bare tilfeldig forbedret smak. I tillegg vil kapsellagring på feltet gjøre at kapslene er utsatt for angrep fra sykdommer og skadedyr slik som rotter, så vel som tyveri, men kapsellagring i lagerbygninger krever rom og tid. Dette er kostbart og ikke enkelt i industriell skala.

Solspredning involverer plassering av kakaobønner, friske eller fra lagrede kapsler, i tynne lag (2-3 cm tykkelse) på

brett eller på et betonggulv i solen i flere timer for å avdampe ytterligere fuktighet. Smaksforbedringene i denne kakaoen har imidlertid vært funnet å være uoverensstemmende. I et hvert tilfelle krever solspredning et stort areal og godt vær for at det skal være effektivt.

Det er nå utviklet en metode til forbehandling av friske kakaobønner for å redusere mengden av masse, som muliggjør at etterfølgende fermentering foregår under høyt aerobiske betingelser som favoriserer eddiksyrebakterier i forhold til melkesyrebakterieaktivitet, forårsaker at pH forblir over 5 under fermenteringen og etter som kakaobønnene har lav surhet, er vesentlig fri for bismak og viser en forbedret kakaosmak.

De nylige høstede kakaobønnene blir konvensjonelt transportert til fermenteringsanlegget sent om ettermiddagen og blir veid før behandling eller lagring over natten.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir det skaffet til veie en metode for å behandle friske kakaobønner før fermentering og

omfatter sending av de friske bønnene dynamisk gjennom en avmasser for å fjerne opp til 80 vekt-# av massen basert på

den opprinnelige vekten til massen.

Mer spesifikt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for behandling av kakaobønner, kjennetegnet ved at den omfatter føring av friske kakaobønner dynamisk gjennom en massefjerner ved en hastighet fra 100 til 3000 kg/time for fjerning og separering av en del av masseinnholdet i de friske bønnene i en mengde fra 1056 til 30 vekt-# basert på vekt av de friske bønnene for å skaffe til veie delvis avmassede bønner, tørking av de delvis avmassede bønnene for å oppnå delvis tørkede partielt avmassede bønner som har en vekt som er fra 50$ til 75 vekt-# av vekten av de friske bønnene og deretter fermentere de delvis tørkede og delvis avmassede bønnene under høyt aerobiske betingelser.

Med en avmasser menes en frukt eller vegetabilsk avmasser som kan bli operert mekanisk eller ved andre anordninger, f.eks. ultrasonisk.

Et eksempel på en mekanisk avmasser som kan bli anvendt i denne oppfinnelsen er et skovleutstyr som omfatter en perforert sylindrisk skjerm på innsiden som har et skovle-eller skrapesystem tilpasset til å rotere, en anordning for å tilføre de friske kakaobønnene ved en innløpsende og en anordning for å fjerne de avmassede kakaobønnene ved den andre enden av den sylindriske skjermen. Perforeringen i den sylindriske skjermen har en størrelse som tillater at massen som blir fjernet fra de friske kakaobønnene passerer gjennom, men hindrer at bønnene passerer gjennom. Den sylindriske skjermen er vanligvis statisk og kan være plassert med sin langsgående akse horisontalt. Skovlene er festet til en langsgående aksel i den sylindriske skjermen og strekker seg ut langs lengden av den sylindriske skjermen vesentlig parallelt til akselen. Skovlene er fortrinnsvis svakt skråstilte på en slik måte at når de roterer, blir massen av kakaobønnene holdt tilbake mot innløpsenden. Denne effekten kan alternativt bli oppnådd ved at den sylindriske skjermen skråner oppover fra innløpsenden. Det er hensiktsmessig med to skovler i den sylindriske skjermen.

Perforeringene i den sylindriske skjermen kan ha en diameter fra 1 mm til 12 mm og fortrinnsvis fra 2 mm til 7 mm. Distansen fra de eksterne langsgående kantene til skovlene fra veggen av den sylindriske skjermen er fortrinnsvis så liten som mulig og de langsgående endene til skovlene er fylt med en matkvalitetsgummi eller annet hensiktsmessig fleksibelt materiale som bare så vidt kommer i kontakt med skjermen. Rotasjonshastigheten til skovlene kan variere fra 100 til 1000 RPM, fortrinnsvis fra 150 RPM til 500 RPM.

Maskindelene blir fordelaktig laget av rustfritt stål. De friske bønnene kan fortrinnsvis bli tilført inn i innløps-enden av avmasseren ved mekaniske anordninger.

Kakaobønnene kan fortrinnsvis bli sendt gjennom avmasseren mer enn en gang, fortrinnsvis sammen med vann. Hvis ønskelig kan anvendelse av en avmasser være forutgått av en presse-teknikk, f.eks. ved å anvende en hydraulisk presse.

Hastigheten som kakaobønnene blir sendt gjennom avmasseren avhenger av størrelsen på maskinen og er vanligvis raskere for en større maskin. For mindre skovleutstyr kan hastigheten være så lav som 100 kg/time eller mindre og for større skovleutstyr kan hastigheten være opp til 3000 kg/time, f.eks. 1500 til 2500 kg/time. For en sylindrisk skjerm som er 60 cm lang og en diameter på 21 cm kan kakaobønnene hensiktsmessig sendes gjennom skovleutstyret ved en hastighet fra 500 til 1000 og fortrinnsvis fra 650 til 850 kg/time.

Når de avmassede bønnene er sendt gjennom avmasseren en ytterligere gang sammen med vann, kan mengden vann være opp til 0,6 liter og fortrinnsvis fra 0,05 til 0,25 liter pr. kg bønner.

Ved å anvende en avmasser blir massen vesentlig fjernet uniformt fra bønnene og mengden masse som blir fjernet fra de friske kakaobønnene i avmasseren kan være fra 10 til 30%, fortrinnsvis fra 15 til 28% og mer å foretrekke fra 20 til 25 vekt-#, basert på opprinnelige kombinert vekt av bønner og masse. Denne operasjonen kan bli etterfulgt av et fortørk-ingstrinn, hvorved det samlede vekttapet av masse kan nå 25% til 50%, fortrinnsvis fra 30 til 45$ og særlig fra 35-40$ basert på opprinnelige totale kombinerte vekter av bønner og masse. Fortørkingstrinnet kan bli gjennmført på en hvilken som helst konvensjonell varmlufttørker, slik som den sirkulære tørkeren (tilgjengelig ved de fleste plantasje-fermenteringsanlegg), eller et hvilket som helst alternativt tørkesystem (f.eks. soltørking), der luft mellom omgivelsestemperatur og 70°C fortrinnsvis omgivelsestemperatur til 50°C blir presset gjennom kakaobønnene i 0,5-5 timer, avhengig av mengden med kakaobønner.

Kakaobønnene som blir behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse kan bli fermentert ved konvensjonelle metoder. Hvis bønnene er for tørre, kan en passende mengde vann bli tilsatt til bønnene for at fermenteringen skal foregå hensiktsmessig.

Kakaobønnene blir fortrinnsvis plassert i en fermenteringsboks for å gi en begynnende grunn kardybde fra 13 til 30 cm, fortrinnsvis fra 18 til 27 cm. De blir senere overført f.eks. etter 1 dag, til en annen fermenteringsboks med øket kardybde fra 16 til 60 cm, fortrinnsvis fra 35 til 50 cm. Under fermenteringen danner kakaobønnene som er behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse en porøs masse som sørger for at fermenteringen er meget aerobisk.

En grunn kardybde fra mellom 10 cm og 20 cm er særlig ønskelig når de avmassede bønnene ikke har vært gjenstand for en fortørkebehandling. I et slikt tilfelle vil kakaobønnene ha blitt forbehandlet med enten en kombinasjon av hydraulisk pressing etterfulgt av avmassing med tilsetning av vann eller flere ganger passering gjennom skovleutstyret med tilsetning av vann.

En fordel med massebehandlingen i foreliggende oppfinnelse er at fermenteringen kan bli fullstendig i løpet av 3 til 5 dager, fortrinnsvis 4 dager. De fermenterte bønnene blir deretter tørket.

Tørkingen av kakaobønnene som blir fermentert som beskrevet over kan bli gjennomført ved konvensjonelle anordninger. En fordel med foreliggende oppfinnelse er at tørkingen krever mye mindre energi ved at kakaobønnene allerede er mye renere og tørrere enn etter vanlig fermentering. Tørketiden er fortrinnsvis tilsvarende standardbetingelsene og varm-lufttemperaturen avtar fra 70oC-80°C til BB-C-VCC.

Fremgangsmåten i denne oppfinnelsen kan bli anvendt på

kakaobønner som er dyrket over hele verden, særlig kakao-bønner fra Malaysia slik som de som dyrkes på Malaysia-halvøya.

<1>Kakaobønnene som er behandlet ifølge oppfinnelsen kan benyttes for fremstilling av sjokolade og kakaoprodukter. En fremstillingsmåte omfatter risting av de tørkede kakaobønnene som beskrevet tidligere i overensstemmelse med foreliggende

oppfinnelse, knusing, kornrensing for å fjerne skallene og » produsere bønner som er knust for å gi en kakaovæske som kan bli anvendt for å fremstille sjokolade eller kan bli presset for å ekstrahere kakaosmør og den resterende kaken pulveri-sert, avkjølt og silt for å gi et kakaopulver.<3>Det kan således fremstilles sjokolade og kakaoprodukter fremstilt fra friske kakaobønner behandlet som beskrevet tidligere ifølge foreliggende oppfinnelse.

Sjokolade og kakaoproduktene som utnytter friske kakaobønner 5 som er behandlet som tidligere beskrevet ifølge foreliggende oppfinnelse, har meget høy kvalitet.

De følgende eksemplene illustrerer ytterligere foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

Friske kakaobønner blir sendt gjennom et skovleapparat, modell 4000 laget av Brown Co. , utstyrt med en sylindrisk skjerm 60 cm lang og diameter på 21 cm som har 3 mm diameter perforering, et innløp for bønnene i en ende, et masseutløp på undersiden og et utløp for avmassede bønner ved den andre enden. De friske bønnene blir oppveid og sendt gjennom ved 700-800 kg/time og 25$ basert på opprinnelig vekt av de fiske bønnene blir separert som en tykk masse.

De avmassede bønnene blir fortørket i en varmlufttørker der bønnene blir fylt på brett og tørket ved 40°C-45°C i varmluft i 90 minutter inntil samlet over 35 vekt-$ av massen er blitt fjernet fra de friske bønnene.

Bønnene blir fermentert i beholdere med en kardybde på 30 cm i 3 dager med blanding bare etter 1 dag og 2 dager. pH i bønnene forblir over 5 gjennom fermenteringen og bønnene blir tørket etter 3 dager i en varmluf ttørker og 8 brett med 0,5 m<2>areal blir fylt hver med 10 kg fermenterte bønner. En mild luftstrøm ble innført mellom brettene og temperaturinn-stillingen var 55" C på den første dagen og 60° C på de etterfølgende dagene. Tørkingen var fullstendig etter 3 dager.

Sjokolade fremstilt fra disse bønnene ble funnet å ha lav surhet, lite bismak og forbedret kakaosmak.

Eksempel 2

Friske kakaobønner ble sendt gjennom et skovleutstyr som i eksempel 1 og de avmassede bønnene ble deretter sendt gjennom en gang til sammen med vann i et forhold på 0,5 liter pr. kg bønner for å fjerne ytterligere masse og å gi et samlet massevekttap på 27,7$ basert på den opprinnelige vekten av bønnene.

De avmassede bønnene ble deretter fermentert i beholdere med en kardybde på 17 cm i 3 dager og deretter tørket som i eksempel 1.

Sjokolade fremstilt fra disse tørkede bønnene hadde lav surhet, liten bismak og øket kakaosmak.

Eksempel 3

130 kg friske kakaobønner ble fylt i en sylindrisk perforert rustfri stålkurv med et fast plastdekke. Bønnene ble presset ved hjelp av en Bucher-hydraulisk presse. Stempeltrykket på 150 bar blir overført gjennom plastdekket der det tilsvarer et trykk på 12 bar på bønnene. Trykkoperas j onen tok 5 minutter. Etter skyfling av bønnene ble et nytt trykk gjennomført under de samme betingelsene for å redusere masseinnholdet jevnere i massen. Samlet vekttap var 20$ basert på opprinnelig vekt av bønnene.

De pressede bønnene ble deretter behandlet som i eksempel 2 ved føring av vann gjennom skovleutstyr for å fjerne ytterligere masse for å gi et samlet vekttap på 26,5$ etterfulgt av fermentering og tørking som i eksempel 2.

Sjokolade fremstilt fra disse tørkede bønnene hadde lav surhet, liten bismak og forbedret kakaosmak.

Eksempel 4

Friske kakaobønner ble fylt ved plantasjen i rustfrie ståltrykkbokser ved tilnærmet 700 kg i hver boks. Fullt belastede trykkbokser ble transportert til fermenteringsanlegget sent om ettermiddagen og veid før de fikk stå over natten. Neste morgen ble innholdet i de to pressboksene med kakaobønner sendt gjennom skovleutstyret med ytterligere 60 kg vann jevnt fordelt. De avmassede bønnene ble veid og de hadde tapt 25,3 vekt-$ som masse basert på opprinnelig vekt av friske bønner.

De avmassede bønnene ble plassert i en sirkulær tørker, som vanligvis blir anvendt til industriell tørking av fermenterte kakaobønner i 65 minutter. Luftstømmen som blir presset gjennom 5 cm laget med kakaobønner ble innstilt mellom 50° C-55°C.

Etter fortørkingen ble vekten av bønnene registrert og samlet (kumulativ) vekttap hadde nådd 38$ basert på opprinnelig vekt av friske bønner.

Disse forbehandlede kakaobønnene ble plassert i vanlige fermenteringsnett og store bokser (3,1 m x 1,75 m) i tilnærmet 20 timers fermentering med en kardybde på 22 cm. De samme bønnene ble deretter overført til normalstørrelse fermenteringsbokser (1,75 m x 1,75 m) i ytterligere 3 dager med en kardybde på 38 cm. På slutten av fermenteringsperioden (samlet 4 dager) ble de fermenterte kakaobønnene tørket i en sirkulær tørker ved 65°C i 8 timer. En hvileperiode etter-fulgte (12 timer) og deretter ble kakaobønnene ytterligere tørket til endelig fuktighetsinnhold på 7$ i den vanlige rotasjonstørkeren.

Sjokolade fremstilt fra disse tørkede bønnene hadde lav surhet, liten bismak og forbedret kakaosmak.

Eksempel 5

Friske kakaobønner ble høstet, avlevert og veid som i eksempel 4. Neste morgen ble de utsatt for en hurtig-presse med den hydrauliske pressen. Hurtig-pressede bønner ble veid og et 19,8$ vekttap som kakaosaft ble registrert. De hurtig-pressede bønnene ble deretter plassert i den sirkulære tørkeren for fortørking som i eksempel 4. Etter fortørking ble de veid på nytt og et samlet vekttap på 35,5$ ble registrert. Kakaobønnene undergikk deretter en fermenterings-prosess og en tørkeprosess som beskrevet i eksempel 4.

Sjokolade fremstilt fra disse tørkede bønnene hadde lav surhet, liten bismak og forbedret kakaoaroma.

Eksempel 6

Friske kakaobønner ble høstet, avlevert og veid som i eksempel 4. Innholdet i disse pressboksene ble sendt gjennom skovleutstyret den neste morgenen, med tilsetning av vann som i eksempel 4. De avmassede bønnene ble veid og et 24,8$ vekttap ble registrert.

De avmassede bønnene ble fordelt tynt og jevnt i solen i 105 minutter. Når man veide dette etter fortørking, var det kumulative vekttapet 38,5$.

De behandlede bønnene ble fermentert og tørket som beskrevet i eksempel 4.

Sjokolade fremstilt fra disse tørkede bønnene hadde lav surhet, liten bismak og forbedret kakaosmak.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for behandling av kakaobønner,karakterisert vedat den omfatter føring av friske kakaobønner dynamisk gjennom en massefjerner ved en hastighet fra 100 til 3000 kg/time for fjerning og separering av en del av masseinnholdet i de friske bønnene i en mengde fra 10 # til 30 vekt-$ basert på vekt av de friske bønnene for å skaffe til veie delvis avmassede bønner, tørking av de delvis avmassede bønnene for å oppnå delvis tørkede partielt avmassede bønner som har en vekt som er fra 50 % til 75 vekt-$ av vekten av de friske bønnene og deretter fermentere de delvis tørkede og delvis avmassede bønnene under høyt aerobiske betingelser.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at de delvis avmassede bønnene blir tørket ved en temperatur fra omgivelsestemperatur til 70°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2,karakterisert vedat etter fermentering blir de avmassede bønnene tørket.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at bønnene blir sendt gjennom massefjerneren mer enn en gang.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at de avmassede bønnene blir sendt gjennom massefjerneren sammen med vann.

6. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 til 5,karakterisert vedat massefjerneren er et skovleutstyr ("paddle finisher").

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at fermenteringen varer fra 3 til 5 dager etterfulgt av tørking.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at fermenteringen av delvis tørkede og delvis avmassede bønner foregår i fermenteringsbokser med en begynnende sjikt-tykkelse fra 13 til 30 cm og kakaobønnene blir overført senere til fermenteringsbokser med en øket sjikt-tykkelse fra 16 til 60 cm.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav.karakterisert vedat kakaobønnene er Malaysian kakaobønner.