BE1027209B1 - Proces om componenten van cacaopeulschillen en cacaoplacenta te extraheren, en om daarvan verkregen cacaovrucht-oplosbaar extract te gebruiken en zijn toepassingen - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het optimaliseren van het volledige gebruik van cacaopeulschillen, omvattende de stappen van het debacteriseren van het oppervlak van de peulen en het openen van cacaopeulen, het scheiden van de cacaopeulschillen van cacaopulp, cacaoplacenta, cacaobonen en cacaoboonschillen, en het drogen van afgescheiden cacaopeulschillen waarbij gescheiden en gedroogde cacaopeulschillen verder worden verwerkt door een werkwijze die de stappen omvat van a) het malen van de cacaopeulschillen; b) optionele zure extractie; c) een eerste enzymatische behandeling; d) alkalische solubilisatie; e) een eerste decantatie met centrifuge; f) ultrafiltratie; g) zure extractie; h) een tweede decantatie met centrifuge; i) een tweede enzymatische behandeling; j) ultrafiltratie en extractzuivering; k) concentratie van het extract; l) drogen van het geconcentreerde extract. De uitvinding heeft ook betrekking op de daarvan verkregen extracten en samenstellingen en hun toepassingen.

Description

PROCES OM COMPONENTEN VAN CACAOPEULSCHILLEN EN CACAOPLACENTA TE EXTRAHEREN, EN OM DAARVAN VERKREGEN CACAOVRUCHT-OPLOSBAAR EXTRACT TE GEBRUIKEN EN ZIJN TOEPASSINGEN

GEBIED VAN DE UITVINDING De onderhavige uitvinding heeft betrekking op werkwijzen voor de optimalisatie voor het volledige gebruik van cacaobijproducten zoals cacaopeulschillen. In een tweede aspect heeft de uitvinding betrekking op producten verkregen door volledig gebruik van genoemde cacaobijproducten. In een derde aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op toepassingen van verkregen producten.

ACHTERGROND Theobroma cacao L., ook bekend als een cacaoboom, is een kleine boom in de familie Malvaceae. Een cacaoboom produceert ongeveer 20 bruikbare peulen per jaar. De cacaopeulen bevatten zaden, ook bekend als cacaobonen, omgeven door peulenschillen, placenta en pulp. De cacaozaden worden gebruikt als cacaomassa, poeder of boter in verschillende voedingstoepassingen. Gezien de waarde en de grote vraag naar de cacaozaden, is het oogsten en verwerken van cacao vooral gericht op het minimaliseren van schade aan de cacaozaden, terwijl zeer weinig zorg en aandacht wordt besteed aan de pulp, placenta en peulschillen die de zaden omringen. Traditioneel worden cacaopeulen uit de bomen verwijderd en worden ze onmiddellijk in tweeën gesneden met behulp van machetes. De zaden worden bewaard, terwijl de schil en de stengel worden weggegooid. Ondanks het belang van cacao als agrarische exportgrondstof, wordt slechts ongeveer 10% van het brutogewicht van de cacaopeul gebruikt voor cacaomassa-, —cacaopoeder- en cacaoboterproductie, terwijl het grootste deel van het totale peulgewicht (cacaopulp, cacaoplacenta en cacaopeulschillen) wordt weggegooid als cacaoafval. Cacaopulp bevat typisch 80-90% water, 10-15% suiker, 0,4-2,0% citroenzuur, 1% pectine en andere bestanddelen, waaronder pentosanen en polyfenolen. Cacaopulp is over het algemeen rijk aan fermenteerbare suikers, zoals glucose, fructose en sucrose, en heeft een lage pH van 3,0-3,5, voornamelijk vanwege de aanwezigheid van citroenzuur, wat van cacaopulp een geschikt medium maakt voor microbiële groei. Om deze reden wordt cacaopulp conventioneel gebruikt om de fermentatie van cacaobonen te ondersteunen.

Cacaoplacenta vertegenwoordigt een ander bijproduct van cacaobonen. Toch werd het gebruik van cacaoplacenta slechts in beperkte mate gerapporteerd. FR 2 828 379 beschrijft het gedeeltelijk gebruik van cacaoplacenta samen met cacaopeulschillen en het sap geëxtraheerd uit cacaobonen voor voedingssamenstellingen. Genoemde placenta en cacaopeulschillen werden vers of gedroogd gebruikt volgens de uitvinding. Echter, pogingen voor gebruikt op het gebied van zoetwarentoepassingen zijn nooit succesvol geweest, aangezien werd aangetoond dat cacaoplacenta een duurdere grondstof is dan suikerbieten, suikerriet of andere bronnen van glucose en fructose.

Cacaopeulschillen vormen het grootste deel van de bijproducten van cacao verkregen tijdens de productie van cacaobonen. Voor elke ton geproduceerde gedroogde bonen blijft ongeveer 16 ton (op basis van vers gewicht) cacaopeulschillen over op de plantages, wat een ernstig afvalprobleem vertegenwoordigt. Het aandeel van de cacaopeulschil in de peulmassa ligt in het bereik van 68-75 gew.%. Daarom werden inspanningen gedaan om de schil om te zetten in een voordelig bijproduct. Het relatief hoge kaliumgehalte maakt gedeeltelijke toepassing van cacaopeulschillen als bodemmeststof mogelijk. Rottende peulen worden echter snel een bron van infectie met micro-organismen zoals zwarte peulenrot. Daarom worden de meeste cacaopeulschillen verbrand of begraven. US 4.206.245 openbaart een voedzaam diervoeder, in het bijzonder voor kleine dieren, dat uitgeperst cacaovruchtvlees omvat. Deze uitvinding beschrijft het gebruik van het parenchymachtige deel van cacaopeulschillen (geperst als cacaovleessap of gebruik als zodanig) na het verwijderen van de buitenste schil en/of zonder verwijdering van de buitenste schil van genoemde cacaopeulschillen. Genoemd parenchymachtige deel wordt gebruikt als een bron van een hydrocolloïd dat een emulgerend, stabiliserend, suspendeermiddel en beschermend hydrocolloïd is. Het verkregen cacaovleessap is gekenmerkt door een hoog stabiliserend effect, het vermogen om water te binden, een hoge viscositeit wanneer toegevoegd aan producten, en verbeterde reologische eigenschappen. De beschreven toepassingen hebben betrekking op verschillende soorten voeding.

Een andere manier om cacaopeulen te gebruiken is om ze te gebruiken als een bron van onoplosbare en oplosbare vezels. Onoplosbare vezels zoals cellulose, hemicellulose en lignine vertegenwoordigen gemiddeld 60-70% van de totale vezels in cacaoschillen. Pectine is een in water oplosbare vezel en complex polysacharide dat van nature voorkomt in hogere planten. Pectine bestaat voornamelijk uit galacturonzuureenheden gelinkt door a-(1—4) verbindingen. Pectine wordt veel gebruikt vanwege zijn gelerende eigenschappen in de voedings-, cosmetische en farmaceutische industrie. In de voedingsindustrie wordt pectine voornamelijk gewonnen uit bijproducten zoals citroenschil, appelvruchtpulp en suikerbietenpulp.

Verschillende studies beschreven het gebruik van cacaopeulschillen als een bron van pectine. Chan & Choo, Food Chemistry, 2013, 141, 3752-3758, ontdekten dat temperatuur, — extractietijd en substraat-extractantverhouding de opbrengsten, galacturonzuurgehaltes, graad van methylering (DM) en graad van acetylering (DA) van de pectine, verkregen uit cacaopeulschillen, beïnvloedden. De hierboven genoemde beschrijvingen zijn alleen gericht op het gedeeltelijke gebruik van de bijproducten gerelateerd aan de productie van cacaobonen. Bovendien hebben de verkregen bijproducten een zeer beperkte toepassing in de voedingsindustrie. Sommige van de beschreven werkwijzen worden gekenmerkt door het gebruik van niet-groene extractie-oplosmiddelen of dure extractieomstandigheden, die hun industriële toepasbaarheid beperken.

De onderhavige uitvinding beoogt ten minste enkele van de problemen op te lossen die verband houden met de efficiënte en nuttige verwerking van cacaobijproducten. De uitvinding beoogt een efficiënt gebruik van cacaobijproducten voor meerdere doeleinden te verschaffen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding en zijn uitvoeringsvormen dienen om een oplossing te bieden aan een of meer van de bovengenoemde problemen die betrekking hebben op het teveel aan afval van cacaobijproducten. Het doel van de onderhavige uitvinding is het volledige gebruik van cacaobijproducten zoals cacaopeulschillen. De onderhavige uitvinding beoogt een groen, goedkoop en efficiënt industrieel proces te ontdekken, waarbij het gebruik van organische oplosmiddelen wordt vermeden om voedingscomponenten uit bijproducten van cacao te extraheren. In een eerste aspect is de onderhavige uitvinding gericht op een werkwijze voor het optimaliseren van het volledige gebruik van cacaopeulen, door cacaopeulschillen gescheiden van cacaopulp, cacaoplacenta en cacaobonen te verwerken. De methode voor het optimaliseren van het volledig gebruik van cacaopeulschillen omvat de stappen van het debacteriseren van het peuloppervlak en het openen van de cacaopeul, het scheiden van de cacaopeulschillen van de cacaopulp, cacaoplacenta, cacaobonen en cacaoboonschillen en het drogen van afgescheiden cacaopeulschillen, waarbij gescheiden en gedroogde cacaopeulschillen verder worden verwerkt door een werkwijze die de stappen omvat van a) het malen van de cacaopeulschillen; b) optionele zure extractie; c) een eerste enzymatische behandeling; d) alkalische solubilisatie; e) een eerste decantatie met centrifuge; f) ultrafiltratie; g) zure extractie; h) een tweede decantatie met centrifuge; i) een tweede enzymatische behandeling; j) ultrafiltratie en extractzuivering; k) concentratie van het extract; |) drogen van het geconcentreerde extract. Hiertoe heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het gebruik van de weggegooide cacaopeulschillen om een in water oplosbaar cacaopeulschil-extract met een hoge opbrengst te verkrijgen. De werkwijzen volgens de uitvinding hebben verdere voordelen zoals minimale verwerkingstijden en minimaal gebruik van organische oplosmiddelen en andere voor het milieu schadelijke chemicaliën. Aldus, producten die het cacaopeulschil extract volgens de onderhavige uitvinding omvatten zijn schoon-label producten. In het bijzonder maakt de werkwijze zoals hierin beschreven de bereiding mogelijk van cacaopeulschil-extract verrijkt met wateroplosbare vezels en eiwithydrolysaten, waarbij genoemd extract wordt geproduceerd in een proces dat meerstaps-verfijning en enzymatische/chemische behandeling van genoemde cacaopeulschillen omvat.

De term “cacaopeulschil", zoals hierin gebruikt, betekent de buitenste schil, d.w.z. schil van de cacaovrucht, nagenoeg vrij van cacaobonen, cacaoboonschillen,

cacaopulp en placenta. In intacte cacaopeulen (vrucht), kapselen cacaopeulschillen cacaobonen, cacaoboonschillen, slijmerig cacaopulp en placenta in. Gewoonlijk wordt de cacaovrucht opengesneden om de cacaopeulschil te scheiden van cacaoboon, cacaoboonschil, cacaopulp en placenta die worden verzameld en verder 5 worden gebruikt in de productie van chocolade. Cacaopeulschillen worden meestal weggegooid en vormen als zodanig het meest voorkomende bijproduct in de productie van chocolade.

De term "cacaoplacenta", zoals hierin gebruikt, betekent de verlenging van de stengel in de vrucht.

De term "in water oplosbare vezel", zoals hierin gebruikt, betekent de som van de in water oplosbare koolhydraten en koolhydraatcomponenten, inclusief pentosanen, gommen, pectines, hemicellulose afbraakproducten, enz. Oplosbare voedingsvezels zorgen voor het ophopende effect dat gewoonlijk wordt geassocieerd met vezels. De term "hydrolysaat", zoals hierin gebruikt, betekent een product van een enzymatische afbraak van een bepaalde stof, zoals eiwit, polysacharide, enz.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze worden getoond in conclusies 2-8. De voorkeursuitvoeringsvormen maken het mogelijk om een totale gebruiksopbrengst te verkrijgen hoger dan 80 gew.%, bij voorkeur hoger dan 85 gew.% en met de meeste voorkeur hoger dan 90 gew.%, berekend op een droge cacaopeulschilgewicht.

In een tweede aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het cacaopeulschil-extract dat verkrijgbaar is uit cacaopeulschillen.

Cacaopeulschillen vertegenwoordigen ongeveer driekwart van het gewicht van cacaopeulen, waardoor ze kunnen worden gebruikt als een goedkope en overvloedige bron voor voedingsvezels, eiwitten en polyfenolen. Het volgens de onderhavige uitvinding verkregen cacaopeulschil-extract omvat in water oplosbare vezels zoals pectine, die een geschikt stabiliserend, verdikkings- en geleermiddel is voor de voedingsindustrie, xylo-oligosachariden met prebiotische eigenschappen, — galactomannanen met gelerende eigenschappen en glucomannanen die geschikt zijn voor gebruik in de diëtische voedselsamenstellingen. Het volgens de onderhavige uitvinding verkregen cacaopeulschil-extract omvat ook eiwitten, peptiden en andere eiwithydrolysaten met een hoge voedingswaarde. Verder is het cacaopeulschil- extract volgens de uitvinding een goede bron van polyfenolen.

De voedingssamenstellingen verkregen uit cacaobijproducten volgens de onderhavige uitvinding zijn bijzonder geschikt voor zoetwaren zoals chocolade, voedingsvezelsbronnen, texturizers en stabiliseermiddelen en vervangers voor cacaopoeder.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het oplossen van enkele van de problemen die verband houden met de optimalisatie voor het volledige gebruik van cacaobijproducten, in het bijzonder cacaopeulschillen. De onderhavige uitvinding beschrijft geoptimaliseerde werkwijzen voor volledig gebruik van de cacaobijproducten zoals cacaopeulschillen om voedingsextracten te verkrijgen door gebruik te maken van groene en goedkope industriële extractiemethoden. De onderhavige uitvinding beschrijft de chemische samenstellingen van de extracten verkregen met dergelijke werkwijzen.

Tenzij anders gedefinieerd, hebben alle termen die worden gebruikt in de beschrijving van de uitvinding, met inbegrip van technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals gewoonlijk begrepen door een deskundige in het gebied waarop deze uitvinding betrekking heeft. Verder zijn de definities van de termen opgenomen om de beschrijving van onderhavige uitvinding beter te begrijpen.

Zoals hierin gebruikt, hebben de volgende termen de volgende betekenissen: “Een”, “de” en “het” zoals hier gebruikt, verwijzen zowel naar het enkelvoud als het meervoud, tenzij de context duidelijk anders aangeeft.

“Omvatten”, “omvattende” en “omvat” en “bestaande uit” zoals hier gebruikt, zijn synoniem met “bevatten”, “bevattende” of “bevat” en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid specificeren van wat volgt bijv. een component en sluiten de aanwezigheid van aanvullende, niet-genoemde componenten, kenmerken, elementen, delen, stappen, die welbekend zijn in de stand der techniek of daarin beschreven zijn, niet uit.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om onderscheid te maken tussen vergelijkbare elementen en niet noodzakelijkerwijs voor het beschrijven van een opeenvolgende of chronologische volgorde, tenzij anders gespecificeerd. Het zal duidelijk zijn dat de aldus gebruikte termen onderling uitwisselbaar zijn onder geschikte omstandigheden en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding die hierin beschreven zijn, in andere opeenvolgingen kunnen worden gebruikt dan hier beschreven of geïllustreerd; De uitdrukking "gew.%", "gewichts-%", “gewichtsprocent”, "% in gewicht” of "% gewicht" verwijst hier en in de gehele beschrijving, tenzij anders gedefinieerd, naar het relatieve gewicht van de respectievelijke component op basis van het totale gewicht van de formulering.

Referenties doorheen deze specificatie naar “één uitvoeringsvorm” of “een uitvoeringsvorm” betekent dat een bepaald kenmerk, een bepaalde structuur, of een bepaald kenmerk dat is beschreven in verband met de uitvoeringsvorm opgenomen is in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Het voorkomen van de uitdrukkingen “in één uitvoeringsvorm” of “in een uitvoeringsvorm” op verschillende plaatsen doorheen deze specificatie verwijst niet noodzakelijk allemaal naar dezelfde uitvoeringsvorm, maar kunnen dat doen. Verder kunnen de bijzondere functies, structuren of kenmerken gecombineerd worden op iedere geschikte manier, zoals duidelijk zal zijn voor een deskundige op basis van deze beschrijving, in een of meerdere uitvoeringsvormen. Verder, terwijl sommige uitvoeringsvormen die hier beschreven zijn, sommige, maar niet andere functies opnemen die zijn opgenomen in andere uitvoeringsvormen, zijn combinaties van functies van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld om te vallen binnen het bereik van de uitvinding, en vormen ze verschillende uitvoeringsvormen, zoals duidelijk zal zijn voor de deskundige. In de volgende conclusies kunnen elke van de beschreven uitvoeringsvormen bijvoorbeeld gebruikt worden in iedere combinatie.

Het dient te worden opgemerkt dat de Engelse termen “cacao” en “cocoa” beide vaak worden gebruikt om naar dezelfde zaken te verwijzen. Bijv. cacaobonen worden dikwijls “cocoa beans” genoemd. In de huidige toepassing wordt de term "cacao" gewoonlijk gebruikt om te verwijzen naar de gebruikte materialen afkomstig van Theobroma cacao.

De term "cacaopeul" verwijst naar een cacaovrucht, die cacaopeulschillen, cacaopulp, cacaoplacenta en cacaobonen omvat.

De term "zuur", zoals hierin gebruikt, betekent een pH-bereik van pH 7,0 en lager. De term "extraheren" verwijst naar het proces van het extraheren van oplosbare cacaocomponenten uit een uitgangsmateriaal, hier cacaobijproducten. In bepaalde uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden de termen "extraheren", "oplossen", "recupereren" “solubiliseren” of "oplosbaar maken" gebruikt als synoniemen. De term "solubilisatie" verwijst in deze context dus naar een proces van het oplosbaar maken van een oplosbare component uit een uitgangsmateriaal, hier cacaobijproducten. De term "oplosbaar", zoals hierin gebruikt, betekent dat het product, extract of de samenstelling die "oplosbaar" is, een oplosbaarheid heeft van ten minste 50% in een waterig oplosmiddel bij een temperatuur van 20°C.

De term "eiwit" verwijst naar eiwitten, polypeptiden en hun hydrolysaten, zoals peptiden en aminozuren. De term "eiwitgehalte" verwijst naar het gehalte aan eiwitten, polypeptiden en hun hydrolysaten, zoals peptiden en aminozuren. De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de bevinding dat de "extractie" en "solubilisatie” van cacaobijproductbestanddelen kan worden verhoogd door een proces van het toepassen van verschillende technieken, waaronder een combinatie van enzymatische behandeling, pH-behandeling onder verhoogde druk en temperatuurbehandeling. Bovendien heeft het betrekking op de vaststelling dat de verbeterde extractie van cacaobijproductbestanddelen kan worden verhoogd met een proces waarbij verschillende technieken, waaronder enzymatische behandeling, pH-behandeling, temperatuur behandeling en dergelijke worden toegepast.

In bepaalde uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden de termen "solubilisatie” en "opbrengst" gebruikt als synoniemen. Een solubilisatie of opbrengst van 70% geeft bijvoorbeeld aan dat 70% van de cacaocomponenten aanwezig in een uitgangsmateriaal (een cacaobijproduct) oplosbaar gemaakt wordt of al oplosbaar is en wordt gerecupereerd volgens een werkwijze volgens de uitvinding.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een geoptimaliseerde werkwijze voor volledige benutten van cacaopeulen omvattende de stappen van het debacteriseren van het oppervlak van de cacaopeul, het openen van genoemde peulen en cacaopeulschillen scheiden van cacaopulp, cacaoplacenta, cacaobonen en cacaoboonschillen.

In een eerste aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het optimaliseren van de volledige benutting van cacaopeulschil omvattende de stappen van het debacteriseren van het peuloppervlak en het openen van de cacaopeulen, het scheiden van de cacaopeulschillen van cacaopulp, cacaoplacenta en cacaobonen en cacaoboonschillen, en het drogen van de afgescheiden cacaopeulschillen, waarbij gescheiden en gedroogde cacaopeulschillen worden verder verwerkt door een werkwijze die de stappen omvat van a) het malen van de cacaopeulschil; b) optionele zuurextractie; c) een eerste enzymatische behandeling; d) alkalische solubilisatie; e) de eerste decantatie met centrifuge; f) ultrafiltratie; g) zure extractie; h) de tweede decantatie met centrifuge; i) de tweede enzymatische behandeling; j) ultrafiltratie en extractzuivering; k) concentratie van het extract; |) drogen van het geconcentreerde extract.

Na het versnipperen van de cacaopeulschillen tot cacaopeulschilvlokken van een uniforme grootte, wordt het product overgebracht naar een batch of continue droger met temperaturen lager dan 60°C, bij voorkeur lager dan 50°C gedurende ongeveer 6 uur, bij voorkeur minder dan 3 uur.

De tijd en temperatuur zijn afhankelijk van de capaciteit van de droger en de prestaties van de droger.

De droogtemperatuur en - tijd is beperkt om de achteruitgang van de smaak van het product, evenals de polymerisatie van fenolverbindingen te voorkomen.

De gedroogde en versnipperde cacaopeulschillen werden onderworpen aan extractieprocessen met behulp van oplosmiddelen, zoals, maar niet beperkt tot water, ethanol, methanol, isopropanol, hexaan, ether, ethylacetaat, acetonitril of elk ander geschikt oplosmiddel of combinatie daarvan.

Het extractieproces van de uitvinding wordt uitgevoerd als één- of meerstappen-extractieproces.

In één uitvoeringsvorm werd de extractie uitgevoerd als een één-stapproces met behulp van een mengsel van ethanol en water (respectievelijk 70:30%, v/v). In een andere uitvoeringsvorm werd de extracties uitgevoerd als een één-stapproces, waarbij hexaan als oplosmiddel werd gebruikt.

In een andere uitvoeringsvorm werd het één- staps-extractieproces uitgevoerd met behulp van het mengsel van hexaan (30%) en een 70% oplosmiddelmengsel van ethanol en water (respectievelijk 70% :30%, v/v).

In een andere uitvoeringsvorm werd de extractie uitgevoerd als een meerstappenproces met 30% hexaan en een 70% mengsel van ethanol en water (respectievelijk 70%:30%, v/v). De extractie wordt bovendien verbeterd door een voorbehandelingsstap zoals door een ultrasoon systeem, een microgolf systeem, dynamische cavitatie, elektrisch veld behandeling, combiflash fractionering (streamlined flash en preparatieve HPLC chromatografie in één compact), of ieder ander celweefsel vernietigende proces.

In de voorkeursuitvoeringsvorm worden droge cacaopeulschillen geëxtraheerd met een waterextractieproces, met name door sub-kritische waterextractie.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm worden de extractieprocessen gecombineerd met een mechanische behandeling, zoals, maar niet beperkt tot hoge druk, microgolfbehandeling, ultrasone behandeling, dynamische cavitatie.

Elk pH-modificerend middel kan worden gebruikt om het solubilisatie-proces te verbeteren.

Dergelijke pH modificerend middel kan elk zuur of base of buffer zijn, zoals, maar niet beperkt tot, waterstofchloride, citroenzuur, azijnzuur, natriumhydroxide, kaliumhydroxide, kaliumcarbonaat en dergelijke.

In een uitvoeringsvorm met bijzondere voorkeur wordt het cacaopeulschilmateriaal onderworpen aan optionele zuurextractie, om pectine te extraheren gevolgd door de alkalische extractie in combinatie met geschikte enzymatische behandeling om een fractie verrijkt aan eiwitten, polyfenolen en andere oplosbare vezels te extraheren.

Door optimalisatie van de pH is het mogelijk om cacaopeulschillen maximaal te benutten voor de productie van fytochemisch rijke extracten.

Cacaopeulschillen vormen het grootste deel van cacaovruchtpeul en worden gewoonlijk weggegooid nadat ze gesplitst zijn van cacaopulp, cacaoplacenta, cacaobonen en cacaoboonschillen.

Cacaopeulschillen hebben een uniek fytochemisch profiel.

Het was niet mogelijk om de fytochemische bestanddelen van cacaopeulschillen volledig te gebruiken met behulp van de werkwijzen in de stand van de techniek, voornamelijk vanwege een hoog gehalte aan onoplosbare vezels.

De werkwijze volgens de uitvinding maakt verrassenderwijze een maximale extractie van waardevolle cacaopeulschil fytochemische bestanddelen mogelijk, zoals eiwitten, oplosbare vezels en polyfenolen door daaropvolgende verandering van pH en enzymatische behandeling.

De werkwijze volgens de uitvinding vereist enkel het gebruik van groene chemische oplosmiddelen die geen risico vormen voor consumenten of milieu, dus zijn de extracten veiliger en minder duur omdat ze geen verdere opzuivering vereisen voorafgaand aan toepassingen.

Elke geschikte enzymatische behandeling kan worden toegepast om de opbrengst aan oplosbare fractie te verhogen. Genoemde enzymatische behandeling kan worden uitgevoerd door een enzym gekozen uit een groep zoals, maar niet beperkt tot, pectinase, polyfenolasen, amylasen, proteasen, trypsine, pentosanasen, glucanasen, cellulasen, hemicellulase, trypsine, carbohydrasen, xylanasen, pectinasen, tannase, bèta-amylase en alpha-amylase. De beschreven methode verzekert een hoge extractie-opbrengst van de geëxtraheerde bestanddelen. Het geoptimaliseerde extractieproces verzekert dat de extractie opbrengst hoger is dan 15 gew.%, bij voorkeur hoger dan 25 gew.%, liefst meer dan 30 gew.%, berekend op basis van het droge cacaopeulschilgewicht. Elke stap is geoptimaliseerd teneinde de opbrengst te verhogen en parameters te minimaliseren zoals verwerkingstijd en temperatuur, extreme omstandigheden en het gebruik van niet-groene reagentia, zoals organische oplosmiddelen. Aldus is cacaopeulschil-extract, verkregen volgens de onderhavige uitvinding, een groen product met een schoner label.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt het extract verder verwerkt door een werkwijze omvattende de stappen van a) het malen van het cacaopeulschil-extract; b) de eerste enzymatische behandeling; c) alkalische solubilisatie; d) de eerste decantatie met centrifuge; e) ultrafiltratie; f) zure extractie; g) de tweede decantatie met centrifuge; h) de tweede enzymatische behandeling; i) ultrafiltratie en extractzuivering; j) concentratie van het extract; k) drogen van het geconcentreerde extract.

Door deze stap wordt het geoptimaliseerde volledige gebruik van de cacaopeulschillen bereikt, waarbij de gebruiksopbrengst hoger is dan 80 gew.%, dit is het gebruiksopbrengst berekend op basis van het gewicht van droge cacaopeulschillen is 81 gew.%, 82 gew.%, 83 gew.%, 84 gew.%, 85 gew.%, 86 gew.%, 87 gew.%, 88 gew.%, 89 gew.%, 90 gew.%, 91 gew.%, 92 gew.%, 93 gew.%, 94 gew.%, 95 gew.%, 96 gew.%, 97 gew.%, 98 gew.%, 99 gew.% en 100 gew.%. In de voorkeursuitvoeringsvorm is de opbrengst hoger dan 85 gew.%, in de uitvoeringsvorm met de meeste voorkeur is de opbrengst hoger dan 90 gew.%.

In een voorkeursuitvoeringsvorm heeft de uitvinding betrekking op een geoptimaliseerde werkwijze voor volledig gebruik van cacaovruchtpeulen, omvattende de stappen van het debacteriseren van het oppervlak van cacaopeulen,

het openen van genoemde peulen en het scheiden van cacaopeulschillen, cacaopulp, cacaoplacenta en cacaobonen.

Na het versnipperen van de cacaopeulschillen tot cacaopeulschillenvlokken van een uniforme grootte, wordt het product overgebracht naar een batch of continue droger met temperaturen lager dan 60°C, bij voorkeur lager dan 50°C gedurende ongeveer 6 uur, bij voorkeur minder dan 3 uur. De tijd en temperatuur zijn afhankelijk van de capaciteit van de droger en de prestaties van de droger. De droogtemperatuur en - tijd is beperkt om de achteruitgang van de smaak van het product, evenals de polymerisatie van fenolverbindingen te voorkomen. De eerste stap van het proces voor volledig gebruik van cacaobijproducten volgens de onderhavige uitvinding is de voorbehandeling van cacaopeulschillen om het oppervlak van de peul te debacteriseren. Cacaopeulen zijn producten onderhevig aan bederf, en rottende peulen worden snel een bron van infectie met micro- organismen. Daarom is het noodzakelijk om hun microbiologische kwaliteit voorafgaand aan het productieproces te waarborgen. Voor een dergelijke voorbehandeling, volgens de onderhavige uitvinding, worden ongeopende cacaopeulen behandeld met een conserveringsmiddel gedurende een tijd, die voldoende is om eventuele schadelijke stoffen op het oppervlak van de cacaovrucht te neutraliseren en de lignificatie van de buitenste laag (schil) van de cacaovrucht te stabiliseren. Bijna elk bekend conserveermiddel dat effectief is in een lage concentratie kan in dit proces worden gebruikt, zoals sorbinezuur en zouten daarvan, zwaveldioxide, chloor, chloriden, nitraten, hypochlorieten, bij voorkeur die van de alkalimetalen, disulfieten, ozon, methylformaat, difenyl, natriumorthofenylfenolaat, stikstoftrichloride en anderen. Gewoonlijk wordt het conserveermiddel gebruikt in de vorm van een waterige oplossing met een lage maar effectieve concentratie. De concentratie van het conserveermiddel hangt natuurlijk af van de effectiviteit ervan en varieert aanzienlijk. Optimale concentraties die geen nadelige invloed hebben op de kwaliteit van de cacaovrucht, kunnen gemakkelijk worden vastgesteld door een deskundige door middel van routine-experimenten. Het is ook mogelijk om het conserveermiddel aan te brengen door de ongeopende cacaopeulschillen bloot te stellen aan de dampen van verdampbare conserveermiddelen, bij voorkeur verdund in lucht of inerte gassen. De behandeling met het conserveermiddel varieert afhankelijk van de concentratie en effectiviteit van het middel en kan een periode tussen 1 uur en maximaal zestig dagen duren, bij voorkeur tussen 8 uur en 8 dagen, hoewel het niet beperkt is tot een dergelijke periode van tijd. De "gehele", geoogste cacaovrucht wordt direct in een bad of atmosfeer geplaatst die een conserveermiddel bevat, meestal met een lage maar effectieve concentratie van het conserveermiddel, bijvoorbeeld tussen 0,2 en 10%, en gedurende een voldoende lange periode om alle toxische stoffen op het oppervlak van de vrucht te neutraliseren en om de lignificatie van de buitenste laag (schil) van de vrucht te stabiliseren. Dit bereiken vereist in het algemeen tussen 10 minuten en 3 of meer maanden, bij voorkeur tussen 30 minuten en 24 uur, met de meeste voorkeur tussen 30 minuten en 3 uur blootstelling aan het bad of de atmosfeer, afhankelijk van de effectiviteit en het type conserveermiddel dat wordt gebruikt. Elk bekend conserveermiddel kan in deze stap van het proces worden gebruikt, bijvoorbeeld sorbinezuur, sorbinezuurzouten, zwaveldioxide, chloriden, nitraten, chloor, hypochloriet, formaldehyde, disulfiden, ozon, methylformaat, difenyl, ammoniak, natrium o-fenyl fenolaat, stikstoftrichloride en anderen. De conserveermiddelen die de voorkeur hebben zijn sorbinezuur, zwaveldioxide, chloor, natriumchloride en hypochloriet, omdat veel andere bekende middelen, hoewel bruikbaar, de neiging hebben om de smaak en voedingswaarde van de behandelde cacaopeulen aan te tasten. Volgens de huidige uitvinding kan cacaopeulschil-extract worden verkregen door het extractieproces te gebruiken om cacaopeulschillen te extraheren met of zonder verwijdering van de buitenste schil van de cacaovrucht. De onderhavige uitvinding heeft aangetoond dat het gehalte aan in water oplosbare vezels bijzonder hoog is in de buitenste schil van de cacaovrucht. De buitenste schil wordt bij voorkeur niet verwijderd, teneinde de hoge opbrengst in water oplosbare vezels te bereiken met de genoemde extractiewerkwijze.

Volgens de werkwijze voor het behandelen van de cacaovrucht en om volledig gebruik te maken van de verschillende componenten, volgens de onderhavige uitvinding, kan de buitenste schil of pel van de geoogste cacaovrucht optioneel worden verwijderd voordat de vrucht wordt geopend om de cacaobonen en — cacaoboonschillen te verwijderen samen met slijm pulp en de placenta. Bij vele variëteiten van cacaovrucht en in het bijzonder bij jongere vruchtpeulen kan de schil worden verwijderd met conventionele technieken zonder eerst de genoemde vruchtpeul aan een speciale behandeling te onderwerpen. Echter een gemiddeld mengsel van geoogste vruchten bevat een significant percentage aan bepaalde variëteiten en/of oudere vruchten die een voorbehandeling vereisen vóór de schillen verwijderd worden. In het geval van het verwijderen van de buitenste huid, om het pellen van de peulen te vergemakkelijken, worden cacaopeulschillen gestoomd en/of behandeld met behulp van een alkalische oplossing.

Hiervoor wordt de cacaovrucht behandeld met een alkalisch bad zoals een alkalimetaalhydroxide of, bij voorkeur, een alkalimetaalcarbonaat bad bij een temperatuur tussen 50°C en ongeveer 100°C gedurende een korte periode, bijvoorbeeld in het algemeen vanaf 2 minuut tot 30 minuten, bij voorkeur van 3 minuten tot 8 minuten. Daarna worden de alkalisch behandelde vruchten door een verwarmingszone geleid, bij voorkeur door een infrarood verwarmd kanaal. De alkalische behandeling bij 50°C tot 100°C gedurende een korte periode zorgt ervoor dat de cacaovrucht tot op zekere hoogte zwelt. Deze zwelling vergemakkelijkt daaropvolgende verwijdering van de buitenste lagen van de vrucht, zoals de vruchtschil. Deze buitenlagen worden bijvoorbeeld verwijderd door middel van schrapers, messen, rollers, schijven of andere dergelijke/soortgelijke middelen. De voorkeursmiddelen van dit type zijn schijven die met hoge snelheid roteren, amarilrollen, getande of gegolfde rubberen of plastic rollers. Het zal duidelijk zijn dat ook lagere temperaturen en langere behandelingstijden kunnen worden toegepast. Nadat de buitenste schil op deze manier is verwijderd, d.w.z. met behulp van een alkalische voorbehandeling, wordt de resterende vrucht geneutraliseerd en wordt de werking van enzymen op het vruchtoppervlak verminderd of volledig geëlimineerd door de vrucht te behandelen met een geschikt zuur. Dit genoemde zuur is bij voorkeur een eetbaar zuur, zoals, maar niet beperkt tot citroenzuur, appelzuur, wijnsteenzuur, ascorbinezuur en dergelijke. Fosforzuur en zoutzuur kunnen ook worden gebruikt. Behandeling met zwaveldioxide is ook mogelijk en biedt vaak een aanzienlijk voordeel. De hoeveelheid toegevoegd zuur is zodanig dat de pH-waarde van de behandelde cacaovrucht lager is dan een pH van 7,0, bij voorkeur een pH tussen 5,0 en 6,0. De volgende stap beschreven in de onderhavige uitvinding omvat het openen van de cacaovrucht en verwijdering van cacaobonen samen met pulp en placenta. Het openen van de cacaopeulen gebeurt door een cacaopeul-splitsmachine of een ander geschikt instrument. De cacaopeulschil wordt versnipperd in iedere snijmachine of disintegrator. Het doel van de onderhavige uitvinding is om een proces te ontwikkelen om bestanddelen van gescheiden cacaopeulschillen te gebruiken, in hoofdzaak door water extractie processen te gebruiken en het gebruik van organische oplosmiddelen te vermijden.

De eerste stap van het proces is het malen van de cacaopeulschillen. Deze stap beoogt een zeer fijne en homogene pasta te verkrijgen. Enige aanvullende behandeling, zoals, maar niet beperkt tot, een ultrasonisch of hogedruksysteem kan aanvullend worden toegepast om weefsels en cellen open te breken en om de intracellulaire vloeibare fase terug te winnen. Het malen van de verkregen cacaopeulschil wordt uitgevoerd met een standaard hamermolen of elk ander geschikt maalsysteem. Optioneel wordt dit gedaan met een maalapparaat dat gespecialiseerd is in het verkrijgen van fijne deeltjesgrootteverdelingen. De volgende stap is enzymatische behandeling. De afbrekende enzymen die worden gebruikt tijdens enzymatische behandeling zijn die welke in staat zijn om onoplosbare moleculen af te breken die aanwezig zijn in cacaopeulschillen, zoals polysachariden, eiwitten, cellulose en andere onoplosbare bestanddelen. Elk afbrekend enzym dat wordt bewezen efficiënt te zijn in het vakgebied van extractie van cacaopeulschilbestanddelen kan worden toegepast volgens de onderhavige uitvinding. Voorbeelden van afbrekende enzymen die in het vakgebied worden gebruikt, omvatten polyfenolasen, amylasen, proteasen, trypsine, pentosanasen, glucanasen, cellulasen, hemicellulase, trypsine, carbohydrasen, xylanasen, pectinasen, tannase, bèta-amylase en alfa-amylase. Een of meerdere hiervan kunnen worden gebruikt bij de enzymatische behandeling van de suspensie in de onderhavige uitvinding. De onderhavige uitvinding omvat de afzonderlijke en opeenvolgende behandeling met verschillende klassen enzymen. In het bijzonder omvat de onderhavige werkwijze een eerste enzymatische behandeling, die wordt toegepast op de boven beschreven waterige suspensie van gemalen cacaopeulschillen in water en vormt een behandeling met één of meerdere enzymen die onoplosbare vezels afbreken. Genoemd enzym dat vezels afbreekt wordt bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit cellulase en xylanase. Het doel van deze stap is de afbraak van onoplosbare vezels, die onverteerbaar zijn, naar oplosbare vezels met meerdere gezondheidsvoordelen. In een andere uitvoeringsvorm kan de enzymatische behandeling worden uitgevoerd met een of meer eiwit-afbrekende enzymen. Het doel is om complexe eiwitten, die moeilijk te extraheren kunnen zijn, af te breken tot peptiden en peptide-

hydrolysaten gebruikmakende van eiwit-afbrekende enzymen, bijvoorbeeld proteasen. Een niet-beperkend voorbeeld van een dergelijk protease is trypsine. Een tekort aan eiwitten in voeding wordt een wereldwijd probleem en er is een grote behoefte aan nieuwe eiwitbronnen voor menselijke en dierlijke consumptie. Naast de isolatie als natuurlijke eiwitten, is het mogelijk om eiwitten in verschillende vormen uit de grondstof te extraheren. Gehydrolyseerde eiwitten zoals peptiden verschaffen betere oplosbaarheid in water, evenals vele functionele en voedingseigenschappen afhankelijk van hun grootte, aminozuur profiel en samenstelling. De eiwitdegradatie kan uitgevoerd worden bij neutrale pH om het grootste deel van de gehydrolyseerde eiwitten, verkregen door eiwit-lyse, te solubiliseren. Optioneel kan dit worden gedaan onder milde zure of basische omstandigheden, geoptimaliseerd om de peptide-extractie te verbeteren. De parameters van hydrolyse moeten worden aangepast aan deze enzymatische hydrolyse. De temperatuur wordt geregeld om niet hoger te zijn dan 80°C, bij voorkeur niet hoger dan 70°C, het liefst niet hoger dan 65°C. De pH-waarde ligt in het bereik van pH 5-9, bij voorkeur pH 6,5-7,5. De duur van hydrolyse is 1-6 uur, bij voorkeur 1-4 uur, met de meeste voorkeur 2-3 uur. De concentratie van het gebruikte enzym bij de enzymatische behandeling zal afhangen van zijn activiteit en ook het type van omstandigheden van het extractieproces. De concentratie kan door de deskundige worden geoptimaliseerd volgens standaard laboratoriumprocedures. In het algemeen is de gebruikte hoeveelheid enzym 0,1 gew.% droge vaste stof, hoewel hogere of lagere concentraties even mogelijk zijn gezien de vele beschikbare factoren. Bij voorkeur ligt de concentratie van het enzym tussen 0,01 en 0,10 gew.% droge vaste stof. De enzymatische behandelingen die gericht zijn op het afbreken van de eiwitten tot peptiden worden optioneel meer dan eens herhaald, volgens de onderhavige uitvinding.

Het extractiemengsel wordt in het algemeen constant geagiteerd tijdens de enzymatische behandeling. Dit wordt bijvoorbeeld bereikt door gebruik te maken van een roerder, jets, een geagiteerd vat of elk ander in de techniek bekend middel.

Na enzymatische behandeling kan de reactie worden gestopt. Dit kan bijvoorbeeld worden bereikt door te verwarmen tot een inactiveringstemperatuur (bijvoorbeeld 95°C) of door een enzymremmer aan het mengsel toe te voegen.

Als alternatief kan cacaopeulschilpoeder worden behandeld met een geschikt protease, zoals, maar niet beperkt tot Bacillus licheniformis protease, om het extractieproces van peptiden te verbeteren. Genoemd bacterieel protease kan worden gebruikt in een concentratiebereik dat wordt bepaald door een deskundige en is in het algemeen 0,1 gew.% droge vaste stoffen, hoewel hogere of lagere concentraties even mogelijk zijn gezien de vele beschikbare factoren. De volgende stap is de solubilisatie van het cacaopeulschilmateriaal in alkalische omstandigheden. Deze behandeling zou kunnen worden voltooid door een geschikte base toe te voegen om de pH in te stellen op het bereik pH 7,5-11,5, bij voorkeur pH 8,5-11,0, met de meeste voorkeur pH 9,5-10,5 bij een temperatuur niet hoger dan 85°C, bij voorkeur bij een temperatuur tussen 60 en 70°C. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt een suspensie van cacaopeulschilpoeder, 10 tot 30 gew.%, onderworpen aan mild weken in een waterige oplossing in water of waterethanol met toevoeging van natriumhydroxide in een concentratie van 5 tot 50 gew.% (droge basis), gedurende maximaal 2 uur, bij voorkeur gedurende 1 uur, voor het uitvoeren van het geclaimde proces. De pH-waarde van deze suspensie verschilt per type cacaopeulsuspensie. Dit wordt gevolgd door processen waarbij cacaopeulschillen opnieuw geëxtraheerd wordt en waarbij de verkregen extracten gecollecteerd worden. Als alternatief kunnen in dit proces andere basen worden gebruikt, maar basen voor het instellen van de pH-waarde moeten van het juiste type zijn en veilig zijn voor voedingsmiddelen. De gebruikte basen omvatten, maar zijn niet beperkt tot, kaliumhydroxide en calciumhydroxide.

Het vloeibare fase-extract en het vaste residu worden gescheiden door centrifugeren, decanteren of elke geschikte industriële methode. Op industriële schaal is een karaf aangepast om de vloeibare fase op te helderen en om een ruw restmateriaal met een hoge droge stof te verkrijgen.

Een was-behandeling met water met mengen van de vaste fase, kan worden toegepast om al het resterende eiwit uit het ruw restmateriaal terug te winnen. Deze stappen kunnen optioneel worden gevolgd door verfijning van het ruwe restmateriaal met een plaatverfijnder. Dit maakt het mogelijk om het volume afvalwater te verminderen en breekt in wezen de grote vezels af en vergemakkelijkt hun latere extractie.

Verkregen verfijnde grondstof wordt eventueel gedispergeerd en gehomogeniseerd om eiwit- en oplosbare vezel-extractie in dit stadium te verbeteren.

Toepassen van alternatieve thermische en mechanische energie genererende processen gebruikmakend van de geschikte apparaten is mogelijk, zoals, maar niet beperkt tot, ultrasone trillingen met hoge intensiteit, extrusie, gekookte extrusie, onmiddellijke decompressie, en dergelijke. Deze kunnen drastische veranderingen teweegbrengen in de structuur van de cacaopeulschilbestanddelen en daardoor hun extractie verbeteren. De aan het einde aanwezige suspensie wordt onderworpen aan ultrafiltratie. Dergelijke ultrafiltratie-processen omvatten, maar zijn niet beperkt tot, drukfiltratie, met behulp van klassieke drukfiltratieapparatuur, continu centrifugeren, met behulp van een horizontale centrifuge, en dergelijke. Een was-behandeling met water met mengen van de vaste fase, kan worden toegepast om alle oplosbare componenten in het extract van het ruwe restmateriaal te extraheren.

De geëxtraheerde delen worden verzameld en overmatig oplosmiddel wordt verdampt onder verminderde druk of gelyofiliseerd gebruikmakend van een lyofilisator, of onderworpen aan elke andere geschikt systeem om geconcentreerd extract te verkrijgen.

Cacaopeulschillen zijn een belangrijke bron van eiwitten met een eiwitgehalte variërend van 4-9 gew.% op een droge basis. Dit impliceert de aanwezigheid van tal van ingrediënten in de extracten van de cacaopeulschillen, met verschillende eigenschappen en toepassingen. De stappen van enzymatische en alkalische behandeling maken de extractie mogelijk van het grootste deel van de eiwitfractie van de peulschillen. Alkalische extractie vergemakkelijkt ook gedeeltelijk de in water oplosbare vezelextractie. Toch dient het grootste deel van de vezels te worden geëxtraheerd uit het ruwe restmateriaal gedurende de stap van zuur behandeling. Een zure behandeling kan worden uitgevoerd op het ruwe restmateriaal verkregen door centrifugeren, decanteren of elke andere geschikte werkwijze. Deze behandeling is aangepast om pectine en sommige andere in water oplosbare vezels op te lossen. Onlangs is veel aandacht besteed aan het belang van voedingsvezels.

Voedingsvezels worden in het algemeen gedefinieerd als de som van de onverteerbare koolhydraten en koolhydraatcomponenten van voeding, waaronder cellulose, lignine, hemicellulose, pentosaan, gom en pectine. De markt voor voedingsvezels is zeer competitief. De productie van voedingsvezelrijke producten van vruchtbijproducten en de mogelijke bereiding van die vezels met andere geassocieerde bioactieve verbindingen krijgen steeds meer aandacht. Terwijl malen en enzymatische vertering de belangrijkste stappen zijn voor het verkrijgen van voedingsvezelrijke poeders van granen, zijn nat malen, wassen, drogen en droogmalen erg belangrijk bij het produceren van vezels uit vruchten.

Het ruwe restmateriaal verkregen uit de voorgaande stappen van de onderhavige uitvinding wordt onderworpen aan een extractieproces, met behulp van een heet water in een zure omgeving (pH <7,0), bij voorkeur bij pH 1,5 tot 6,5, met de meeste voorkeur bij pH 2,5 tot 4,0. Heetwaterextracten verkregen buiten dit pH-bereik vertonen niet voldoende de functie die wordt verwacht als het doel van de onderhavige uitvinding. Optioneel kan een extra maalstap om de hydratatie- eigenschappen te beïnvloeden worden uitgevoerd op genoemd ruw restmateriaal, op de manier waarop de toename van het oppervlak leidt tot vezels die sneller hydrateren.

Wanneer extractie wordt uitgevoerd in het sterk zure pH-bereik lager dan pH 1,5, valt de voedingsvezel uiteen in een lager moleculair gewicht en verliest derhalve de functionaliteit ervan.

Aangezien voedingsvezels, geëxtraheerd in het alkalische bereik van pH 7,0 en hoger, een hoog hemicellulosegehalte en een laag gehalte aan pectinische polysachariden bevattende galacturonzuur hebben, kan het geen adequate dispersiestabiliteit van eiwitten in het zwakke zure pH-bereik boven het iso- elektrische punt verschaffen. Bovendien wordt galacturonzuur-methylester gedeeltelijk ontbonden, terwijl de polysachariden zelf ontbonden worden door eliminatie, zodat een adequate functie niet wordt vertoond. De smaak wordt ook aangetast door de reactie van suikers met het eiwit.

De verhouding vaste stof/extractiemiddel was niet hoger dan 1:1 w/v, bij voorkeur niet hoger dan 1:10 w/v, met de meeste voorkeur niet hoger dan 1:20 w/v. De zuren die worden gebruikt voor de extractieprocedure kunnen elk zuur zijn dat geschikt is voor gebruik in de voedingsindustrie, zoals, maar niet beperkt tot azijnzuur, citroenzuur, melkzuur, appelzuur, wijnsteenzuur, zoutzuur, salpeterzuur, oxaalzuur, fosforzuur en zwavelzuur. In een voorkeursuitvoeringsvorm is dit zuur een organisch zuur zoals azijnzuur, citroenzuur, melkzuur, appelzuur en wijnsteenzuur, met de meeste voorkeur citroenzuur.

De extractietemperatuur om de in water oplosbare voedingsvezel van de cacaopeulschil te verkrijgen in het bovengenoemde pH-bereik is bij voorkeur hoger dan 85°C onder druk. Wanneer de extractie wordt uitgevoerd bij een temperatuur lager dan 85°C, is tjd nodig voor elutie van de in water oplosbare voedingsvezel, waardoor een economisch nadeel wordt gecreëerd. Anderzijds, terwijl de extractie bij een hogere temperatuur voltooid wordt in een kortere tijd, zal een te hoge temperatuur een nadelige invloed hebben op de smaak en kleur, terwijl het ook resulteert in verminderde functie als gevolg van het lagere moleculaire gewicht van de in water oplosbare voedingsvezels; de temperatuur is dus bij voorkeur niet hoger dan 100°C.

Het extractieproces wordt uitgevoerd gedurende de periode tot 5 uur, bij voorkeur 1,5 - 4 uur, met de meeste voorkeur 3 uur. Optioneel kan hoge druk of elke andere geschikte industriële methode worden gebruikt om het extractieproces te vergemakkelijken.

Volgens de onderhavige uitvinding is het mogelijk om de cellulose- en pectinemoleculen van de celwand in het ruwe restmateriaal verder los te maken door verandering van de pH, d.w.z. door het ruwe restmateriaal gedurende ten minste 2 uur te behandelen bij een pH lager dan 3, bij voorkeur een pH tussen 1 en 3, een temperatuur van ten minste 100°C en een druk die ten minste 1 bar hoger is dan de omgevingsdruk.

In het bijzonder is het ook mogelijk de cellulose- en pectinemoleculen in de celwand los te maken door het verlagen van de pH, bij voorkeur door een pH tussen 1 en 3.

Hierdoor kan de dichte structuur van de celwanden losser geraken, en wat enige extra in water oplosbare vezelfractie opleverde in het afgewerkte extract.

Om te slagen, moet extra energie worden toegepast, bijvoorbeeld in de vorm van een verhoogde temperatuur. Bij voorkeur wordt de temperatuur verhoogd tot een temperatuur van ten minste 70°C, maar niet hoger dan 140°C.

Verder wordt, om te voorkomen dat het extractiemengsel gaat koken en dat dus veel energie verloren zou gaan, en dat een industrieel proces minder haalbaar zou worden, de bij het proces toegepaste druk ook bij voorkeur verhoogd. In een voorkeursuitvoeringsvorm ligt de toegepaste druk of omgevingsdruk aanvankelijk tussen 1 en 1,5 bar. Bij voorkeur wordt genoemde uitgeoefende of omgevingsdruk tijdens de werkwijze verhoogd tot een druk tussen 2 en 5 bar. De termen "omgevingsdruk" en "toegepaste druk" worden hierin gebruikt als synoniemen. De volgende stap is een scheiding van ruw restmateriaal en verkregen waterextract. De vloeibare fase en het vaste residu kunnen gescheiden worden door centrifugatie met een decanter of sedicanter, of elk ander geschikt instrument. Dit werd gedaan met behulp van een standaardcentrifuge gedurende niet minder dan 30 minuten, of een ander geschikt systeem, om scheiding van het extract (vloeibare fractie) en het neerslaan van het ruw restmateriaal te bereiken. Een was-behandeling met water met mengen van de vaste fase kan worden toegepast om alle oplosbare componenten van het ruwe restmateriaal terug te winnen. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt ruw restmateriaal gecombineerd met een equivalent gewicht aan water en wordt het mengsel opnieuw gecentrifugeerd. De resulterende bovenstaande vloeistof wordt gemengd met de eerder gecollecteerde extracten. Als alternatief kan de in water oplosbare vezel uit cacaopeulschil worden gezuiverd door een actieve koolstofkolom voor zuivering of een ander geschikt zuiveringsproces en vervolgens worden gedroogd om in water oplosbare voedingsvezel te verkrijgen. Het verkregen extract (vloeibare fase) bevat pectine en vezels en het ruwe restmateriaal bevat onoplosbaar cellulose en hemicellulose en enkele andere onoplosbare vezels.

De volgende stap omvat de tweede enzymatische behandeling toegepast op zure of neutrale pH om de hemicellulose en een deel van de cellulose op te lossen.

Dit proces maakt het mogelijk om een oplosbare fase van polysachariden als xylose te verkrijgen, met enzymen zoals cellulasen, hemicellulasen, pectinasen, amylasen, B- glucanasen, carbohydrasen, xylanasen en dergelijke. Deze stap wordt uitgevoerd in milde zure of neutrale omstandigheden, geoptimaliseerd om de door het enzym geïnduceerde vezelafbraak te verbeteren. De parameters van hydrolyse moeten worden aangepast aan deze enzymatische hydrolyse. De temperatuur wordt geregeld om niet hoger te zijn dan 80°C, bij voorkeur niet hoger dan 70°C, met de meeste voorkeur niet hoger dan 65°C. De pH-waarde is in het bereik van pH 4,5-7, bij voorkeur pH 5,5- 6,5. De duur van hydrolyse is 1-6 uur, bij voorkeur 1-4 uur, met de meeste voorkeur 2-3 uur. De concentratie aan enzym gebruikt bij de enzymatische behandeling zal afhangen van zijn activiteit en ook het type van omstandigheden van het extractieproces. De concentratie kan door een deskundige worden geoptimaliseerd volgens standaard laboratoriumprocedures. Bij voorkeur is de gebruikte enzymconcentratie tussen 0,01 en 0,10 gew.% ruw restmateriaal. De enzymatische behandelingen die gericht zijn op het afbreken van de resterende onoplosbare vezel in ruw restmateriaal worden optioneel meer dan eens herhaald volgens de onderhavige uitvinding. Het extractiemengsel wordt continu geagiteerd tijdens de enzymatische behandeling. Dit wordt bijvoorbeeld bereikt door gebruik te maken van een roerder, stralen, een geagiteerd vat of elk ander in de techniek bekend middel. Na enzymatische behandeling kan de reactie worden gestopt. Dit kan bijvoorbeeld worden bereikt door te verwarmen tot een inactiveringstemperatuur (bijvoorbeeld 95°C) of door een enzymremmer aan het mengsel toe te voegen.

Het cacaopeulschil-extract verkregen na extractie kan verder worden behandeld om minerale componenten te verwijderen (ontzilten) door elektrodialyse, ionen- uitwisselingshars behandeling of dergelijke, en verdere zuivering van het genoemde extract kan worden verkregen door het uitvoeren van ultrafiltratie, actieve koolstof behandeling of harsbehandeling, of precipitatiebehandeling met een oplosmiddel zoals ethanol of isopropanol, om de hydrofobe stoffen of laagmoleculaire stoffen (voor zuivering) te verwijderen, waarna het onder vacuüm of elke geschikte methode kan worden geconcentreerd. Genoemd extract kan verder worden gezuiverd door verwijdering van de laag-moleculaire kleurcomponenten of slecht-smakende componenten (zuivering) door UF membraan of keramische filterscheiding.

Optioneel kan een stap van het neerslaan van in water oplosbare vezel van cacaopeulschil worden uitgevoerd met alcohol, bij voorkeur ethanol. Water oplosbare voedingsvezels van cacaopeulschil worden gemengd met de alcohol en het neerslag wordt verzameld door gebruik te maken van een eenvoudig decanteerproces. Nadat het precipitaat is verzameld, wordt, indien nodig, het extract opnieuw gewassen met ethanol in concentraties van 80%, 90% en 99% v/v. Na toevoeging van 85% ethanol om een cacaopeulschil water oplosbaar voedingsvezel- extract tot een concentratie van 50% van water oplosbare voedingsvezels neer te slaan, wordt in een voorkeursuitvoering wordt, de neerslag achtereenvolgens opnieuw gewassen met ethanol op dezelfde manier en lucht gedroogd om in water oplosbare voedingsvezels te verkrijgen, in het bijzonder verrijkt met pectine. Het neerslagproces en wassen met ethanol kan worden herhaald totdat een neerslag met geschikte karakteristieken is verkregen. De neerslagtemperatuur is niet hoger dan 85°C, bij voorkeur niet hoger dan 70°C, met de meeste voorkeur is de neerslagtemperatuur 60°C.

De geprecipiteerde in water oplosbare vezel van cacaopeulschil kan worden verzameld als een neerslag, of opgelost in een voldoende hoeveelheid water, en vervolgens worden toegevoegd aan het verzamelde cacaopeulschil-extract.

Alle vloeibare extracten die tijdens het beschreven proces worden verzameld, worden uiteindelijk gecombineerd om een extract van cacaopeulschil te verkrijgen. Eventueel kunnen verkregen fracties van het genoemde cacaopeulschil-extract afzonderlijk worden gebruikt, indien van toepassing voor een specifiek gebruik. Het overtollige oplosmiddel dat aanwezig is in de verkregen extracten wordt verwijderd door verhitting, vacuümverdamping of een andere geschikte werkwijze daarvoor. Genoemde werkwijze voor het verwijderen van oplosmiddel is verdamping door een vacuümpomp, lyofilisatie, of elk ander geschikt proces. Het eindproduct van extractie van cacaopeulschillen is bij voorkeur een droog extract uit cacaopeulen.

De onderhavige uitvinding beschrijft cacaopeulschil-extract, verkregen uit cacaopeulschillen, gekenmerkt door een hoge opbrengst, waarbij genoemde opbrengst hoger dan 15 gew.%, bij voorkeur hoger dan 25%, liefst meer dan 30 gew.%, berekend op basis van het gewicht van gedroogde cacaopeulschillen.

Cacaopeulschil-extract volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt door een eiwitgehalte van niet minder dan 10 gew.%, bij voorkeur niet lager dan 15 gew.%, met de meeste voorkeur niet minder dan 20 gew.% van het genoemde droge cacaopeul-extract.

Het extract verkregen door de onderhavige uitvinding is gekenmerkt door het hoge niveau van water oplosbare voedingsvezels.

Genoemde water oplosbare voedingsvezel omvat, maar is niet beperkt tot, pectine, xylo-oligosacharides, galactomannanen, glucomannanen, voedingsvezels verkregen als afbraakproducten van hemicellulose en dergelijke.

Pectine verkrijgbaar uit cacaopeulschillen van de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt door een hoog galacturonzuur, een bijzonder lage methylveresteringsgraad en een hoge acetyleringsgraad.

Genoemd cacaopeulschil- extract is gekenmerkt door een gehalte aan oplosbare vezels van niet minder dan gew.%, bij voorkeur niet minder dan 25 gew.%, met de meeste voorkeur niet minder dan 30 gew.% van genoemd extract. 20 In water oplosbare voedingsvezels uit cacaopeulschillen volgens de onderhavige uitvinding omvatten pectine, gekenmerkt door een lage methylveresteringsgraad.

De genoemde mate van methylverestering is niet hoger dan 40%, bij voorkeur 10- 30%, met de meeste voorkeur 10-15%. De mate van verestering heeft invloed op de fysische eigenschappen van pectine: emulsievorming, oppervlaktespanning, weefselstabilisatie en gelkarakteristieken.

Afhankelijk van hun graad van methylverestering (DE), worden pectines aangeduid als hoog-methylveresterde pectines of hoog-metoxy pectines (DM > 50%) of lage methyl-veresterde (methoxy) pectines (DE < 50%). Hoog-methylveresterde pectines vormen gels in een zuur medium (pH 2,0 - 3,5) als sucrose aanwezig is in een concentratie hoger dan 55 gew.%. Laag-methyl veresterde (methoxy) pectines kunnen geleren over een groter pH-bereik (2,0-6,0) in aanwezigheid van een tweewaardig ion, zoals calcium.

In dit geval is de aanwezigheid van sucrose niet noodzakelijk voor het vormen van de gel.

Pectines met een lage methylveresteringsgraad zijn met name geschikt voor het maken van suikerarme zoetwaren, zoals, maar niet beperkt tot, jam en verschillende fruitbereidingen, maar ook in zure eiwitvoedingsproducten zoals yoghurt, chocolademelk en melkdranken voor gebruik in de voedingsindustrie. Aldus is in water oplosbare voedingsvezel van cacaopeulschil, omvattende pectine gekenmerkt door een lage methylveresteringsgraad, geschikt voor de suikerarme zoetwarenproducten evenals eiwitdranken. In water oplosbare voedingsvezels uit cacaopeulschil volgens de onderhavige uitvinding omvatten pectine, gekenmerkt door een hoge acetylveresteringsgraad. De genoemde graad van acetylering is 20-60%, bij voorkeur 30-60%, met de meeste voorkeur 40-60%. Acetylering, zoals methylering, vermindert de affiniteit van pectine voor kationen, wat een invloed heeft op het gelerende vermogen van pectine. Verder heeft het een effect op oppervlakteactiviteit, emulsiestabiliteit en viscositeit van samenstellingen die genoemde pectine omvatten. Het gehalte aan galacturonzuur in genoemde pectine is niet minder dan 50 gew.%, bij voorkeur niet minder dan 60 gew.% en met de meeste voorkeur niet minder dan 65 gew.%.

Een toename van de zuursterkte (d.w.z. een verlaging van de pH) van de waterextractie kan het galacturongehalte aan het einde van dit proces beïnvloeden. Bovendien beïnvloeden zuurtype en concentratie de opbrengst, fysiochemische en functionele eigenschappen van pectine. Het galacturonzuurgehalte werd gemeten volgens de Blumenkrantz-methode en neutrale suikers werden gemeten met GLC als alditol-acetaten. De in water oplosbare voedingsvezel van de cacaopeulschil bestaat echter uit galactose, rhamnose, glucose, mannose, ribose, inositol, myo-inositol, vocht (tot 20 gew.%), (glucurono-)arabinoxylanen (GIcA, Ara en Xyl), galactan (Gal), mannan (Man). Het opmerkelijkst zijn de grote hoeveelheid arabinoxylanen (aanwezig in een concentratie van ten minste 3 gew.% van beschreven in water oplosbare voedingsvezels van cacaopeulschil) die kunnen worden gebruikt als prebiotica. Het cacaopeulschil-extract verkregen volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt door een xylo-oligosacchariden inhoud van tenminste 0,1 gew.%, bij voorkeur ten minste 1,5 gew.% van het droge gewicht van het extract van cacaopeulschil. Het volgens de onderhavige uitvinding verkregen cacaopeulschil-

extract wordt gekenmerkt door een galactomannangehalte van ten minste 0,1 gew.%, bij voorkeur ten minste 1,5 gew.% van het droge gewicht van het cacaopeulschil-extract.

Het volgens de onderhavige uitvinding verkregen cacaopeulschil-extract wordt gekenmerkt door een glucomannangehalte van ten minste 0,1 gew.%, bij voorkeur ten minste 1,5 gew.% van het droge gewicht van cacaopeulschil-extract.

Xylo-oligosachariden voeden selectief nuttige bacteriën zoals bifidobacteriën en lactobacillen in het spijsverteringskanaal.

Er is een groot aantal klinische onderzoeken met xylo-oligosachariden uitgevoerd, die een verscheidenheid aan gezondheidsvoordelen hebben aangetoond, waaronder verbeteringen in bloedsuikers en lipiden, voordelen voor de spijsvertering, defecatie en gunstige veranderingen in immuunmerkers.

Deze gezondheidsvoordelen worden meestal waargenomen bij 1 - 4 g/dag, wat een lagere dosis is dan vereist voor prebiotica zoals fructo-oligosachariden en inuline.

Glucomannan is een voedingsvezel.

Oraal wordt glucomannan gebruikt voor constipatie, gewichtsverlies, diabetes, hoog cholesterol, overactieve schildklier (hyperthyreoidie), hoge bloeddruk, en maagaandoeningen genaamd dumpingsyndroom en functionele gastro-intestinale aandoeningen.

In voedingsproducten wordt glucomannan gebruikt als verdikkingsmiddel of geleermiddel.

Glucommananbloem en -poeder worden gebruikt in voeding.

Evenzo worden galactomannanen, als voedingsvezels, vaak gebruikt in …— voedingsproducten om de viscositeit van de waterfase te verhogen.

De onderhavige uitvinding beoogt het produceren van een lage-kost cacaopeulschil- extract, gekenmerkt door de bijkomende gezondheidsvoordelen (prebiotisch), hogere marktprijsinstelling en functionaliteit van ingrediënten.

De bovengenoemde oplosbare vezels zijn bijzonder geschikt voor gebruik in op vet gebaseerde dispersies en hebben een lage impact op hechting en korreligheid.

Antioxidanten vertonen gezondheidsvoordelen en beschermende effecten tegen verschillende, door vrije radicalen geïnduceerde, pathologieën.

Verschillende studies leveren bewijs voor het potentieel in gezondheidsvoordeel van cacaoboonpolyfenolen, en andere antioxidanten tegen de ontwikkeling van kanker zijn ruimschoots beoordeeld. Werken over de antioxiderende eigenschappen van de bestanddelen van cacaopeulschillen zijn daarentegen vrij schaars.

In de onderhavige uitvinding worden polyfenolen gedetecteerd in opmerkelijke hoeveelheden in de cacaopeulschil. Het polyfenolgehalte is bijzonder hoog in de buitenste laag van de cacaopeulschil, wat het totale polyfenolgehalte aanzienlijk verhoogt in het cacaopeulschil-extract verkregen door het verwerken van ongepelde schillen. Polyfenolen uit cacaopeulschillen volgens de uitvinding worden geëxtraheerd door geschikte oplosmiddel-extractietechnieken. Als extractieoplosmiddel kan elk geschikt polair, met water mengbaar oplosmiddel worden gebruikt, inclusief maar niet beperkt tot methanol, ethanol en aceton, hun mengsels en dergelijke. De extracten worden bereid met behulp van korte extractietjden en milde temperatuuromstandigheden, voor zover van toepassing. De verkregen extracten worden typisch gecentrifugeerd, gefiltreerd en het oplosmiddel wordt onder vacuüm verdampt of gevriesdroogd. Dergelijke met polyfenol verrijkte extracten kunnen verder worden opgezuiverd; bijvoorbeeld door gelpermeatiechromatografie of door preparatieve High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) technieken of door een combinatie van dergelijke technieken. Het totale gehalte aan de polyfenolen kan spectrofotometrisch worden bepaald met behulp van het FC-reagens of met behulp van een andere geschikte methode, inclusief maar niet beperkt tot HPLC. De biologische activiteit van de extracten kan worden toegewezen aan cacaopolyfenol(en) zoals flavanolen. Deze cacaoflavanolen, zoals procyanidinen hebben aanzienlijke anti-kanker, anti-tumor of antineoplastische activiteit en cacaopeulschilpoeder volgens de uitvinding is een geschikte grondstof voor farmaceutische samenstellingen die zich richten op deze activiteiten. Dergelijke polyfenolrijke extracten zijn bijzonder geschikt voor de productie van functionele voedingsmiddelen en farmaceutische samenstellingen. Een extract verkregen in een geoptimaliseerde werkwijze voor volledige benutting van cacaopeulschillen wordt gekenmerkt door een vochtgehalte van minder dan 10%, een polyfenolgehalte bij voorkeur van ten minste 40 mg/g, bij voorkeur van 70 mg/g, met de meeste voorkeur van ten minste 90 mg/g, een gehalte aan oplosbare vezels van niet minder dan 20 gew.% en een eiwitgehalte van niet minder dan 10 gew.% van het totale gewicht van genoemd extract.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt genoemd extract gezuiverd resulterend in een polyfenolgehalte van ten minste 200 mg/g, bij voorkeur boven 260 mg/g en met de meeste voorkeur boven 300 mg/g.

De werkwijze voor het optimaliseren van de volledige benutting van de extractie is bijzonder geschikt voor het verkrijgen van macroverbindingen of samengestelde verbindingen, zoals maar niet beperkt tot, eiwitten en eiwithydrolysaten, zoals aminozuren, peptiden; pectine; oplosbare vezels; onoplosbare vezels; koolhydraat; oligosacharide; xylose; hemicellulose; suikers, zoals, maar niet beperkt tot fructose, sucrose, glucose en dergelijke; suikersiroop; cellulose; lignine; polyfenolen; flavanolen, mineralen (as), aroma-extract en dergelijke. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt het extract dat verkrijgbaar is met de werkwijze van de uitvinding onderworpen aan een demineralisatieproces. De enzymatische en alkalische/zure extractie levert het extract op, omvattende eiwitten en eiwitlysaten, polyfenolen en oplosbare vezels. Het genoemde extract is echter rijk aan assen. Voor een demineralisatie, om het asgehalte te verminderen, kan een geschikte techniek zoals, maar niet beperkt tot nanofiltratie, elektrodialyse en zuivering op een hars worden gebruikt, zonder af te wijken van de omvang van de onderhavige uitvinding.

De onderhavige uitvinding is gericht op verwerking van de cacaoplacenta. Na het openen van de peulen worden cacaopulp, cacaobonen samen met cacaopeulschillen verwijderd, terwijl cacaoplacenta kan worden geschraapt of verwijderd van de binnenkant van cacaopeulschil door elke soort schraper, mes, rollers, rubberen schijven en dergelijke. De placenta wordt gemalen met behulp van elk geschikt maalsysteem en het poeder wordt geëxtraheerd met water in een milde zure of milde alkalische omgeving, bij een temperatuur die geregeld wordt om niet hoger te zijn dan 80°C, bij voorkeur niet hoger dan 70°C, met de meeste voorkeur niet hoger dan 65°C. De pH-waarde ligt in het bereik van pH 5-9, bij voorkeur van pH 6,5-7,5. De extractieduur is 1-6 uur, bij voorkeur 1-4 uur, met de meeste voorkeur 2-3 uur. De extractie van cacaoplacenta wordt uitgevoerd in aanwezigheid van een of meer eiwit- afbrekende enzymen, bij voorkeur gekozen uit de groep omvattende proteasen, zoals, maar niet beperkt tot trypsine, exoproteasen, endoproteasen en dergelijke. Dit proces heeft tot doel het peptidegehalte in het cacaoplacenta-extract te verhogen. Deze stap is gericht op afbraak van eiwitten tot peptiden en peptide- hydrolysaten, gebruikmakende van eiwit-afbrekende enzymen, bijvoorbeeld proteasen. De eiwit-lyse kan bij neutrale pH worden toegepast om het grootste deel van peptide-hydrolysaten daardoor verkregen te solubiliseren. Optioneel kan dit worden gedaan in mild zure of alkalische omstandigheden, geoptimaliseerd om de extractie van peptiden te verbeteren.

Het verkregen extract wordt gescheiden van het residuele ruw materiaal door middel van filtratie, centrifugatie en decantatie, of elke andere geschikte behandeling daarvan, om in water onoplosbaar residueel ruw materiaal te verwijderen.

Een tekort aan eiwitten in voedsel wordt een wereldwijd probleem en er is een grote behoefte aan nieuwe eiwitbronnen voor menselijke en dierlijke consumptie. Eiwitten in gehydrolyseerde vorm zoals peptiden hebben een betere oplosbaarheid in water evenals vele functionele en nutritionele voordelen afhankelijk van hun grootte, aminozuurprofiel en samenstelling.

Cacaoplacenta is een goede eiwitbron, met een eiwitgehalte van niet minder dan 10 gew.%, bij voorkeur niet minder dan 15 gew.% op droge stof. Suikers vertegenwoordigen niet minder dan 15 gew.% droge stof, bij voorkeur niet minder dan 20 gew.% droge stof, terwijl het polyfenolgehalte niet minder dan 0,2 gew.% is; bij voorkeur niet minder dan 0,4 gew.%.

Aldus is het verkregen cacaoplacenta-extract volgens de uitvinding een nieuwe bron van cacaopeptiden, oplosbare vezels en suikers, maar ook polyfenolen.

De voorgestelde industriële werkwijzen van de onderhavige uitvinding, beschrijven een stabiele, goedkope en milieuvriendelijke methode om volledig gebruik te maken van de cacaobijproducten en om producten te verkrijgen met een stabiele en aangename geur en chemische samenstelling geschikt is voor gebruik als functionele voedingsmiddelingrediënten in voedingssamenstellingen.

De term "functioneel voedingsmiddel", zoals hierin gebruikt, betekent een voedingsmiddel dat een extra functie krijgt, dat wil zeggen een voedingsmiddel dat is ontworpen om fysiologische voordelen te hebben en/of het risico op chronische ziekten te verminderen buiten de basisvoedingsfuncties, en dat er mogelijk hetzelfde uitziet als conventioneel voedingsmiddel en geconsumeerd wordt als onderdeel van een normaal dieet.

Het cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door een hoog gehalte aan nutriënten zoals, maar niet beperkt tot, voedingsvezels, suikers, peptiden en andere eiwitlysaat-producten en polyfenolen. Daardoor is het genoemd extract geschikt voor gebruik in voedingstoepassingen, met name voedingssamenstellingen en chocolade.

Genoemde extract kan worden gebruikt in een voedingsproduct met elk ander geschikt voedingsingrediënt. Dit extract is groen, zonder kunstmatige zoetstoffen en wordt gekenmerkt door een mild cacaoaroma.

De onderhavige uitvinding beschrijft de cacaopeulschil-extract dat kan worden gebruikt voor voedingssamenstelling rijk aan voedingsvezels. Het genoemde extract wordt gekenmerkt door een oplosbaarheid in waterig oplosmiddel bij een temperatuur van 20°C van ten minste 50 gew.%, bij voorkeur 75 gew.%, met de meeste voorkeur 90 gew.%. Als zodanig kan genoemd extract worden gebruikt als een voedingsvezelbron in voeding wanneer het wordt gebruikt in concentraties van 5-40 gew.%, bij voorkeur 5-30 gew.%, met de meeste voorkeur 10-25 gew.% van het finale voedingsproduct. In vergelijking met producten uit de stand van de techniek, wordt het cacaopeulschil-extract volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt door een verhoogde gewichtsverhouding voedingsvezel, die consumptie toelaat van hoge percentages voedingsvezels zonder het nadeel van hoge calorische inname. Genoemd extract volgens de onderhavige uitvinding is verbeterd ten opzichte van de producten uit de stand van de techniek, die pogingen waren om de vezelige, ruwe mondgevoelstextuur van voedingsvezels te maskeren. Terwijl de stand van de techniek de onaangename vezelsmaak typisch maskeerde met vetten en koolhydraten, gebruikt de onderhavige uitvinding cacaobijproducten als een bron van voedingsvezelconcentraten met de aangename smaak, die zelfs de smaak van onoplosbare vezels in afgewerkte voedingsproducten kunnen maskeren. Aldus verschaft de onderhavige uitvinding nieuwe voedingsvezelsamenstellingen, verkregen uit bijproducten van cacao op een goedkope en groene manier. Het genoemde cacaopeulschil-extract volgens de onderhavige uitvinding is bijzonder geschikt voor het verrijken van dranken en stroop, in het bijzonder melkdranken, chocolademelk, yoghurt, pudding, sport- en voedingsshakes en dergelijke.

In vergelijking met andere, eerder beschreven vezelrijke cacaoproducten, beschrijft de onderhavige uitvinding het cacaopeulschil-extract dat rijk is aan polyfenolen, zoals proanthocyanidinen, flavanolen en clovamide. De beschreven combinatie van voedingsvezels en polyfenolen zorgt voor de gezondheids-, voedings- en/of functionele voordelen van de samenstellingen, die in hoofdzaak cacaopeulschil- extract omvatten, volgens de onderhavige uitvinding. Het genoemde extract is een geschikt functioneel voedingsingrediënt dat gebruikt kan worden voor gezondheidsvoordelen met betrekking tot polyfenolgehalte, zoals, maar niet beperkt tot, cardio-, vaso- en hepato-bescherming, antimicrobiële, ontstekingsremmende en anti-kanker activiteiten.

Beschreven cacaopeulschil-extract geschikt voor voedingstoepassingen als bulkingrediënt. De onderhavige uitvinding beschrijft het cacaopeulschil-extract dat rijk is aan peptiden en andere eiwitlysaten, dat geschikt is voor gebruik als een eiwitbron in voedingsproducten zoals, maar niet beperkt tot, chocolade, melkproducten en melkvervangende dranken, sportdranken, shakes, ijsjes, dressings, fruit- en groenteconcentraten en dergelijke. Genoemd cacaopeulschil-extract kan worden gebruikt in concentraties van 5-40 gew.%, bij voorkeur 5-30 gew.% en met de meeste voorkeur 10-25 gew.% van het gewicht van het afgewerkte voedingsproduct. Het afgewerkte product wordt gekenmerkt door een natuurlijk en aangenaam aroma, milde zoetheid en een groen label. De cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding maakt het minimaliseren van de inhoud of de totale vervanging van kunstmatige additieven, conserveringsmiddelen, zoetstoffen, een dergelijke mogelijk. Voedingsproducten die in hoofdzaak het genoemde extract omvatten, vertegenwoordigen veganistische en koosjere alternatieven voor dierlijke producten.

Het cacaopeulschil-extract, verkregen volgens de onderhavige uitvinding is een goede stabilisator en het kan dienen als stabiliserend middel in verschillende producten, zoals, maar niet beperkt tot zoetwaren, chocolade, melkdranken, yoghurt, fruitsappen, fruitconcentraten, dressings, sauzen, crèmes en dergelijke. Genoemd extract is bijzonder geschikt als een dispersiestabilisator in dranken en siropen, omdat het wordt gekenmerkt door een goede oplosbaarheid in water. Het volgens de onderhavige uitvinding verkregen cacaopeulschil-extract kan worden gebruikt in een concentratie van 0,2-30,0 gew.%, bij voorkeur 0,2-10,0 gew.%, met de meeste voorkeur 0,2-5,0 gew.% in genoemd voedingsproduct om een stabiliserend effect uit te oefenen.

De cacaopeulschil-extract is bijzonder efficiënt bij gebruik als een stabilisator in zure zuiveldranken. Genoemde extract gebruikt zijn functie van het stabiliseren van dispersie van eiwitten bij een pH-bereik beneden het iso-elektrische punt, maar ook bij een pH boven het iso-elektrische punt, in een toestand van hogere viscositeit, wat het mogelijk maakt om voedingsproducten, met zure eiwitten, te bereiden die stabiel zijn in een pH-bereik boven het iso-elektrische punt, wat niet mogelijk is door commercieel verkregen pectine of andere groene stabilisatoren die in de stand van de techniek zijn beschreven.

Voor het hoge gehalte aan voedingsvezels is het cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding ook een goed verdikkingsmiddel, dat de viscositeit van de samenstelling verhoogt. Het cacaopeulschil-extract heeft verdikkende eigenschappen, dus het is een goede vervanging voor "niet-schone" verdikkingsmiddelen (bijv. carrageen). Het genoemde cacaopeulschil-extract kan worden gebruikt in een hoeveelheid van ongeveer 0,2-30,0 gew.% en bij voorkeur 0,2-20,0 gew.% met betrekking tot het uiteindelijke voedingsproduct, maar dit bereik is niet beperkend voor de reikwijdte van de uitvinding, aangezien het zal variëren afhankelijk van verschillen in eiwitconcentratie. Genoemd cacaopeulschil-extract maakt het mogelijk om genoemde voedingseiwit-producten te bereiden samen met conventionele stabilisatoren, bijvoorbeeld polysachariden zoals pectines, in water oplosbare sojabonenpolysachariden, carboxymethylcellulose-natrium, alginezuurpropyleen- glycolester, carrageen, furcellan, tamarindezaadpolysachariden, taragom, karayagom, guargom, johannesbroodpitmeel, tragacantgom, pullulan, gellangom, inheemse gellangom, Arabische gom, dextrine, cyclodextrine, agar, microkristallijne cellulose, xanthaan, verwerkt zetmeel en dergelijke, of hydrolysaten daarvan, gelatine, organische zure zouten, polymerisatie fosforzuurzouten, emulgatoren, warmte-gedenatureerde eiwitten en dergelijke, die kunnen leiden tot een toename van het stabiele pH-bereik.

Het cacaopeulschil-extract kan worden gebruikt in gewone zuivelproducten, zoals, maar niet beperkt tot melk, geheel melkpoeder, magere melkpoeder, room, boter, volle gecondenseerde melk, gecondenseerde magere melk, verwerkt melkpoeder, chocolademelk en dergelijke.

Het cacaopeulschil-extract, verkregen volgens de onderhavige uitvinding kan worden toegepast als vervanging van cacaopoeder in voedingsmiddelen. Het gebruik van genoemd cacaopeulschil-extract zal vermindering toelaten van het cacaopoeder tot

30 gew.%, bij voorkeur tot 50 gew.%, met de meeste voorkeur tot 60 gew.% in het afgewerkte voedingsproduct. De smaak van het voedingsproduct dat in hoofdzaak het extract van de onderhavige uitvinding omvat, zal worden gekenmerkt door een mild en aangenaam cacaoaroma. Als alternatief kan een specifiek aroma worden verkregen uit smaakstoffen, die kunnen worden gebruikt als een smaakbron. Deze smaakstoffen kunnen worden gekozen uit synthetische smaakoliën en smaakaromaten, en/of oliën, oleo-harsen en natuurlijke extracten afgeleid van planten, bladeren, bloemen, fruit enzovoort, en combinaties daarvan. Deze smaakstoffen zijn in het algemeen vloeistoffen, die gemakkelijke en volledige mengbaarheid van de smaakstof in het cacaopeulschil-extract volgens de onderhavige uitvinding mogelijk maken. Wanneer gebruikt als smaakstof kan het genoemde cacaopeulschil-extract worden gebruikt in concentraties van 1-30 gew.%, bij voorkeur 5-25 gew.%, met de meeste voorkeur 10-20 gew.%.

De samenstellingen die in hoofdzaak uit de cacaopeulschil-extract, verkregen volgens de onderhavige uitvinding, omvatten, kunnen dienen als prebiotica, voor de aanwezigheid van water oplosbare vezel zoals xylo-oligosachariden. Xylo- oligosachariden zijn suikeroligomeren bestaande uit xylose-eenheden, die van nature voorkomen in voedingsproducten zoals fruit, groenten, melk en honing. De zoetheid van xylobiose is gelijk aan 30% van die van sucrose en de zoetheid van andere xylo-oligosachariden is matig en heeft geen onaangename smaak. Xylo- oligosachariden zijn stabiel over een breed bereik van pH-waarden, met name in het zure bereik, zelfs bij de relatief lage pH-waarde van het maagsap en temperaturen (tot 100°C). Als voedingsingrediënten, hebben oligosachariden een aanvaardbare geur, en zijn caloriearme ingrediënten, wat hun gebruik toelaat in anti-obesitas diëten. Bij voedselverwerking vertonen xylo-oligosachariden voordelen ten opzichte van inuline in termen van weerstand tegen zowel zuren als hitte, waardoor ze kunnen worden gebruikt in sappen met lage pH en koolzuurhoudende dranken. De gezondheidseffecten van xylo-oligosachariden zijn voornamelijk gerelateerd aan hun effecten op de maagdarmflora. De toediening van xylo-oligosachariden resulteerde in verhoogde hoeveelheden Bifidobacterium spp. in het maagdarmkanaal, terwijl daarentegen Staphylococcus, Escherichia coli en veel Clostridium spp. geen xylo- oligosachariden kunnen gebruiken. De onderhavige uitvinding beschrijft het cacaopeulschil-extract dat kan worden gebruikt als een natuurlijke bron van xylo- — oligosachariden, geschikt voor opname in voedingsingrediënten zelfs bij hoge concentraties, tot 30,0 gew.% van het resulterende voedingsproduct.

De uitvinding wordt verder beschreven door de volgende niet-beperkende voorbeelden die de uitvinding verder illustreren, en zijn niet bedoeld om, noch mogen ze worden geïnterpreteerd als om de beschermingsomvang te beperken.

VOORBEELDEN De onderhavige uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de volgende voorbeelden of voorkeursuitvoeringsvormen die in de tekst zijn vermeld.

Integendeel, beschreven producten, werkwijzen en toepassingen volgens de onderhavige uitvinding kunnen op veel verschillende manieren worden gerealiseerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Voorbeeld 1: Cacaopeulschil-extract: Cacaopeulschillen met schil (25 kg) werden van gedebacteriseerd en geopend om cacaopulp, placenta en bonen te verwijderen.

De resterende peulschil werd versnipperd in een desintegrator en gedroogd bij 55°C.

Een standaard hamermolen werd gebruikt om de schillen tot een poeder te malen.

Cacaopeulschilpoeder werd opgelost onder roeren in 100 kg water in een batchreactor.

De temperatuur werd verhoogd tot 65°C, de pH werd ingesteld op 6,5 met citroenzuur en 40 g trypsine werd toegevoegd.

De trypsinebehandeling was het — cacaopeulschilpoeder gedurende 2 uur onder continu mild roeren.

Vervolgens werd de temperatuur verlaagd tot 45°C en 40g endoprotease werd toegevoegd.

Na opnieuw 2 uur reageren onder roeren werd de temperatuur weer verhoogd tot 67,5°C, de pH tot 7,0 met NaOH. 40g van exopeptidase werd toegevoegd en cacaopeulschil-oplossing werd gedurende nog 2 uur behandeld.

Daarna werd het mengsel afgekoeld.

Het mengsel werd onderworpen aan mild onderdompelen in een waterige oplossing van natriumhydroxide (10,12 kg natriumhydroxide in 135 kg water geconcentreerd uit 7,5 gew.% droge basis). De oplossing werd krachtig geroerd en verwarmd tot 80°C, een temperatuurstijging van 2°C per minuut niet overschrijdend.

De reactietemperatuur van 80°C werd gehandhaafd gedurende 1 uur.

Na deze digestieperiode werd de oplossing afgekoeld tot 60°C.

Het verkregen materiaal werd verder gewassen en water werd afgevoerd totdat de pH-waarde was ingesteld op 8 tot 9. De stappen van wassen en filteren werden eenmaal herhaald.

De waterextracten werden gescheiden door centrifugatie en verzameld en ruwe residueel materiaal werd verder onderworpen aan een zure extractie.

Voorafgaand aan zure extractie werd het ruwe residuele materiaal onderworpen aan verfijning met een plaatverfijnder en het verfijnde ruwe materiaal werd verder gedispergeerd.

De stap van het homogeniseren van het gedispergeerde verfijnde materiaal onder hoge druk werd uitgevoerd. Ruw residueel materiaal (vast) en vloeistoffen werden verder gescheiden door middel van drukfiltratie (variatie van 3 bar). Het verzamelde ruwe residuele materiaal werd onderworpen aan milde extractie in heet water met toegevoegd citroenzuur om een pH-waarde in te stellen op 2,5 (1:25 (w/v)). Het eerste deel werd gedurende een periode van 3 uur geëxtraheerd bij een temperatuur van 95°C om in water oplosbare fractie van cacaopeulschil te verkrijgen. Na de extractie werden de fasen gescheiden door centrifugeren. Het extract (vloeibare fase wordt verzameld met de vorige extracten, terwijl het ruwe residuele materiaal verder werd behandeld). Vervolgens werd de temperatuur ingesteld op 50°C en pH 6,5 en 40 g cellulase, 40 g B-glucosidase en 40 g xylanase werden toegevoegd. Na nog 2 uur werd de oplossing verhit tot 60°C gedurende 1 uur. Na roeren van de oplossing met hoge snelheid voor homogeniseren werden ruw residueel materiaal (vast) en vloeistoffen verder gescheiden door middel van drukfiltratie (variatie van 3 bar). Verzamelde waterextracten werden gecombineerd met de eerder gewonnen delen, en de overmaat aan oplosmiddel werd verwijderd door lyofiliseren. De resulterende droge stof was het cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding. Voorbeeld 2: Samenstelling van cacaopeulschil-extract Een afgemeten hoeveelheid (100 g) cacaopeulschil-extract werd gedurende de nacht in een oven bij 75°C gedroogd om het droge-stofgehalte te analyseren. De analyse werd 3 keer herhaald. De voorlopige analyses voor grote bestanddelen vertoonde de volgende samenstelling van cacaopeulschil-extract volgens de onderhavige uitvinding: 15,9+0,2 gew.% vocht, 5,4+0,2 gew.% as, 26,5+0,1 gew.% eiwit componenten (peptiden), lipiden 0,3£0,1 gew.% en koolhydraten 51,8+0,3 gew.% (oplosbare vezels 36,5+0,2 gew.%, suikers 15,2+0,1 gew.%).

Voorbeeld 3: Extractie van cacaopeulschillen met behulp van mechanisch ondersteunde extractiemethoden. Tabel 1. De extractieomstandigheden die worden gebruikt bij waterextractie van cacaopeulschillen. US-ultrageluid-geassisteerde extractie; MICROWAVE-microgolf- geassisteerde extractie.

penses Weer OL Wetser © m (matrix) [91 2020 ee EEE Tempest

ON EE EE Vermogen 200 W, 241665 OO 1000W 7 Tabel 2. Samenstelling van het cacaopeulschil-extract verkregen door een ultrageluid-geassisteerde extractie, onder omstandigheden getoond in Tabel 1. De extractie-opbrengst was 23,6 gew.%.

HEE per extract mg jg extract Totaal koolhydraatgehaite 3480 348,02 Vetten # 0,08 | 0,80 # Water gehalte BO Ne OO EEEN LO Tabel 3. Samenstelling van het cacaopeulschil-extract verkregen door een microgolf- geassisteerde extractie, onder omstandigheden getoond in Tabel 1. De extractie- opbrengst was 20,0 gew.%.

9 HUSK-MICROWAVE % per extract : mg/g extract Totaal koolhydraatgehaite 3003 309,28 A a

Voorbeeld 4: Extractie van cacaopeulschillen in het proces van de uitvinding.

Zure extractie: gemalen cacaopeulschil werd gesuspendeerd in 20 g L* citroenzuur.

In totaal werd 9,5 kg cacaopeulschillen toegevoegd aan 95 liter citroenzuur voor een optimale extractie, maar ook om de viscositeit van de vloeistof te verminderen.

De pH was 3 en het materiaal werd 90 minuten bij 80°C geroerd.

Na afkoelen tot kamertemperatuur werd het materiaal gezeefd met een grote roestvrijstalen keukenzeef.

Er werd ongeveer 36 kg vast (nat) materiaal verkregen.

De vloeistof die kleine deeltjes bevatte werd gecentrifugeerd en een extra 7 kg vast (nat) materiaal werd verkregen.

De enzymatische behandeling werd uitgevoerd met het vaste materiaal.

De vloeistofstroom (pH 3,2) werd geconcentreerd door nanofiltratie.

Het hanteren van het extract: nanofiltratie en diafiltratie werden uitgevoerd met een cut-off op 1 kDa (2 x 3,25 m2 GE Healthcare UFP-1-C-55 holle vezel membraan) om de extractievloeistof te concentreren.

De geleidbaarheid was bij het begin 166 HS cmt Vervolgens verwijderde diafiltratie met demiwater de meeste zouten en aan het einde was de geleidbaarheid 120 uS cm’, echter het uiteindelijke volume werd verlaagd tot 62 liter.

Van dit materiaal werd 1/3 direct gevriesdroogd en 2/3 werd gebruikt voor ethanolprecipitatie.

De ethanolconcentratie werd uitgevoerd in 63% (v/v) ethanol.

Het materiaal werd gecentrifugeerd en de pellet werd gedroogd bij 30°C.

Het vaste materiaal aan de onderkant was bruiner/zwart na drogen dan het materiaal dat aan de bovenkant dreef na ethanolprecipitatie.

De ethanolprecipitatie leverde in totaal 383 gram vast materiaal op.

Het vriesdrogen resulteerde in 451 gram vast materiaal.

Enzymatische behandeling van de vaste stoffen.

Een deel van het verkregen vaste materiaal (7,08 kg) werd behandeld met cellulase (totale hoeveelheid toegevoegd 200 ml Celluclast 1,5 L) en B-glucosidase (totale hoeveelheid toegevoegd 1 g) om cellulose te verwijderen om met arabinoxylaan verrijkt materiaal te verkrijgen.

De vaste stoffen werden in water gesuspendeerd en de pH werd met NaOH op pH 4,9-5,0 ingesteld.

Vervolgens werden de enzymen toegevoegd op t=0, en een extra hoeveelheid werd toegevoegd op t=5 uur, samen met wat extra water.

De totale reactie werd gedurende 23 uur bij 50°C uitgevoerd.

Hierna werd de suspensie gecentrifugeerd en het supernatant werd gevriesdroogd.

Samenstelling van de verkregen extracten van cacaopeulschillen: Droge stof en asgehalte.

Het drogestofgehalte werd gravimetrisch bepaald door 16 uur verwarmen op 105°C.

De stalen werden afgekoeld in een desiccator tot kamertemperatuur (RT) en het gewicht van de stalen werd bepaald.

Vervolgens werden de (gedroogde) stalen binnen 4 uur verwarmd van 105°C tot 550°C en werden ze 4 uur op 550°C gehouden.

Hierna werden de stalen afgekoeld tot 105°C en opgeslagen in een desiccator om af te koelen tot kamertemperatuur. Het gewicht van de stalen werd bepaald om het asgehalte te berekenen. Voor bepaling van het asgehalte zonder carbonaten werden de stalen binnen 4 uur van 105°C tot 900°C verwarmd en gedurende 4 uur op 900°C gehouden. De stalen werden afgekoeld tot 105°C en opgeslagen in een desiccator om af te koelen tot kamertemperatuur voordat het gewicht van de stalen werd gemeten. Alle metingen werden in drievoud uitgevoerd.

Eiwitbepaling. Het stikstofgehalte werd bepaald door Kjeldahl (Safi et al., 2017) en een stikstof-tot-eiwitfactor van 6,25 werd gebruikt. Koolhydraatanalyse. Gevriesdroogde stalen werden volgens Seaman et al. (Saeman, Moore, Mitchell & Millett, 1954) gehydrolyseerd in zwavelzuur tot hun monomere eenheden. Het materiaal werd 1 uur gehydrolyseerd in 72% (w/w) H2S04 bij 30°C en vervolgens werd water toegevoegd om 1 M H2S04 te bereiken. Het mengsel werd 3 uur bij 100°C geïncubeerd. Na hydrolyse werden de stalen op ijs gekoeld en kort gecentrifugeerd. De supernatanten werden verdund en aan één mL verdund monster werd 2,5 uL 0,1% (w/v) broomfenolblauw in ethanol toegevoegd. De pH werd ingesteld met bariumcarbonaat totdat een helderblauwe kleur werd verkregen. De resterende oplossing werd gefiltreerd met behulp van een 0,45 um PFTE-filter. De hoeveelheid monomere suikers werd gemeten door high performance anionenuitwisselingschromatografie (HPAEC) met behulp van een ICS-5000 ion chromatografie HPLC-systeem uitgerust met een CarboPac PA-1-kolom (2 x 250 mm) in combinatie met een CarboPac PA-guardkolom (2 x 25 mm) en een gepulste elektrochemische detector in gepulseerde amperometrische detectiemodus (Dionex, Sunnyvale, VS). Een stroomsnelheid van 0,3 mL min’! werd gebruikt en de kolom werd geëquilibreerd met H2O. Elutie werd uitgevoerd als volgt: 0-53 min H2O, 53- 63 minuten 150 mM NaOH, 63-63,1 min een gradiënt van 150 mM tot 500 MM NaOH, 63,1-78 min 500 mM NaOH, 78-83 min een gradiënt van 500 mm NaOH tot H20, 83-100 min Hz0. Detectie van de monomeren was mogelijk na post-kolom toevoeging van 0,5 M natriumhydroxide (0,1 mL min-1). Deoxygalactose werd als interne standaard gebruikt. De kolomtemperatuur was 17°C. Alle metingen werden in tweevoud uitgevoerd. De samenstelling van de CPH en de extracten hiervan zijn weergegeven in Tabel 4. Betekenis van de afkorting CPH-cacaopeulschillen. Een indicatie van het cellulosegehalte kan worden bepaald door het verkregen koolhydraatgehalte na de hydrolysebehandeling af te trekken van de voorbehandeling en de hydrolysebehandeling. Voor deze partij is het ongeveer 12,8% (w/w) droge stof cellulose. Vergelijking van de neergeslagen ethanolstalen toont aan dat de hoeveelheid koolhydraten min of meer vergelijkbaar is. Cellulose is alleen aanwezig in cacaopeulschil, het cellulaseresidu en in het Cellulase-extract.

Tabel 4. Inhoud (% gewicht/gewicht) van cacaopeulschillen en extracten hiervan. 2 Op basis van drogestofgehalte.

PDe waarden tussen de haakjes verkregen na slechts 1 M H2S04 hydrolyse. Cellulose wordt hier niet bepaald. De hoeveelheid koolhydraten (koolhydraatsamenstelling) op %(w/w) droge stof wordt weergegeven in Tabellen 5-7.

Tabel 5. Koolhydraatsamenstelling? van cacaopeulschillen en extracten daarvan na 1 M H2SO,4 hydrolyse (% w/w droge stof).

8 Fuc is fucose, Ara is arabinose, Rha is rhamnose, Gal is galactose, Glc is glucose, Xyl is xylose, Man is mannose, GlcNac is N-acetylglucosamine, GalA is galacturonzuur en GICA is glucuronzuur.

Tabel 6. Koolhydraatsamenstelling? van cacaopeulschillen en extracten daarvan na voorbehandeling en 1 M H2SO,4 hydrolyse (% w/w droge stof).

Fuc is fucose, Ara is arabinose, Rha is rhamnose, Gal is galactose, Glc is glucose, Xyl is xylose, Man is mannose, GlcNac is N-acetylglucosamine, GalA is galacturonzuur en GICA is glucuronzuur.

Voorbeeld 5: Voedingsvezelrijke cacaodrank gemaakt met het cacaopeulschil-extract De hoeveelheid van 5 kg van de cacaopeulschil-extract verkregen in Voorbeeld 1 werd gemengd met 3 kg cacaopoeder (10-12 gew.% vet) en 22 kg fijne suiker, en 365 L afgeroomde melk. Het mengsel werd geroerd en een homogenisator werd gebruikt voor homogenisatie op 150 kgf/cm2 en gesteriliseerd (121°C gedurende 30 minuten). De verkregen drank werd verdeeld in porties van elk 500 ml, en bewaard in afgesloten houders voor consumptie. Het eindproduct werd geëvalueerd door panelleden (15) samen met gewone chocolademelk (Cecemel, Campina). Panellid beoordeelde de verkregen voedingsvezelsrijke cacaodrank als een zeer aangenaam smakende drank, die anders is dan de gewone chocolademelk vanwege zijn mildere en meer verfrissende cacaosmaak, en enigszins verminderde zoetheid.

Voorbeeld 6:

Een yoghurtdrank die het cacaopeulschil-extract bevat Het cacaopeulschil-extract zoals verkregen in Voorbeeld 1 werd gebruikt om de eiwitdispersiestabilisatie bij pH 4,5 in de zure melkdrank (yoghurt) te bevestigen en als referentie werd de stabilisator vervangen door in de handel verkrijgbaar appelpectine.

Na mengen onder koeling van 20 delen van een 10% stabiliserende oplossing die hetzij cacaopeulschil-extract of 1% in de handel verkrijgbaar appelpectine, 10 delen van een 35% suikeroplossing en 20 delen van een 8% magere melkpoederoplossing, werd een 50% citroenzuuroplossing druppelsgewijs toegevoegd om de pH op 5,0 te brengen, en een homogenisator werd gebruikt voor homogenisatie bij 150 kgf/cm2 om een zure melkdrank te bereiden.

Van de yoghurtstalen die het cacaopeulschil-extract als stabilisator bevatten, werd bevestigd dat ze eiwitdispersiestabilisatie vertoonden in het volledige zure pH-bereik boven pH 4,5, hetgeen het iso-elektrische punt van melkeiwit is. Bovendien waren de viscositeiten van de yoghurt hoog en hadden de dranken een volle textuur.

De zure melkdranken die appel-afgeleid commercieel verkrijgbaar pectine bevatten als de stabilisator vertoonden absoluut geen eiwitdispersiestabilisatie in het zure pH- bereik boven pH 4,5, hetgeen het iso-elektrische punt van melkeiwit is. De viscositeit was hoog en de textuur was klonterig en gelatineus, substantieel verschillend van de producten bereid met de cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding. De yoghurtdrank die het cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding omvatte, was stabiel, zonder zichtbare aggregatie of verdeling van fasen, waardoor elke vorm van vloeistofverzameling boven op het yoghurtoppervlak werd voorkomen. Yoghurt was dik en schepbaar in plaats van zacht en gietbaar, en de smaak was zoet, mild en aangenaam.

Voorbeeld 7: Een melkdrank met het cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding als vervanger voor cacaoboonpoeder De cacaopeulschil-extract verkregen in Voorbeeld 1 werd gebruikt gebruik om chocoladedrank te bereiden. Als controle drank, werd een drank gemaakt die geen verminderde hoeveelheid cacaoboonpoeder bevat.

Specifiek, 5 kg water werd gemengd met 0,5 kg van de cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding, 0,2 kg cacaoboonpoeder en 0,5 kg magere melkpoeder. Als controle drank, werd 5 kg water gemengd met 0,5 kg van cacaoboonpoeder, 0,7 kg suiker en 0,5 kg magere melkpoeder en 0,1 geschikte stabilisator (lecithine). Beide mengsels werden verwarmd tot 80°C onder roeren met een homomixer voor pre- emulgering, waarna het werd gehomogeniseerd onder een druk van 150 kgf/cm2 met behulp van een homogenisator. Het werd vervolgens in een fles gevuld en 30 minuten gesteriliseerd bij 121°C om een chocoladedrank te verkrijgen. De verkregen chocoladedranken liet men 1 week bij normale temperatuur staan en werden op hun stabiliteit geïnspecteerd. De drank bereid met behulp van cacaopeulschil-extract van de uitvinding en de controledrank gaven bevredigende resultaten, zonder neerslag, topscheiding, aggregatie en andere tekenen van faseverdeling waargenomen. De flessen waren open en getest door panelleden (15). Geen significant verschil in de aroma van de dranken werd waargenomen, hoewel de controledrank werd geëvalueerd voor 8 panelleden om een ietwat zoetere smaak te hebben.

Voorbeeld 8: Donkere chocolade met cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding Mengsel van 1 kg cacaopeulschil-extract van de uitvinding, verkregen volgens Voorbeeld 5 en 0,5 kg cacaopoeder met 20,0 kg van cacaoboter, met 0,5 kg cacaomassa 20,5 kg witte suiker, 1,0 kg volle melkpoeder en 50 g lecithine werd toegevoegd aan een mengvat.

In het andere vat werd 1,0 kg cacaopoeder met 2,0 kg cacaoboter, 1,0 kg cacaomassa, 3,8 kg van witte suiker, 1,0 kg volle melkpoeder en 50 g lecithine gemengd. Opgesomde ingrediënten van beide chocolademengsels werden toegevoegd aan een mengvat en werden geroerd onder matige afschuiving om een homogeen mengsel te produceren.

Het resulterende fijne poeder werd overgebracht naar een concheerapparaat en vervolgens behandeld als gebruikelijke chocolade. De beide resulterende chocoladestalen worden gehard en gevormd in de apparaten voor normale chocolade.

Beide chocolade-eindproducten, verkregen door de onderhavige uitvinding, hadden een zeer aangename smaak en kwaliteit (15 panelleden). Het verschil in zoetheid werd niet waargenomen door 12 van de 15 panelleden, hoewel chocolade die cacaopeulschil extract omvat volgens de uitvinding een verlaagd suikergehalte had. Bovendien maakt het toevoegen van het cacaopeulschil-extract volgens de uitvinding een verlaging van het suikergehalte of verlaging van andere ingrediëntenconcentraties mogelijk met het doel van verbetering van de voedingswaarde en/of functionaliteit van de chocolade, en/of kostenbesparing.

Er wordt aangenomen dat de onderhavige uitvinding niet is beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen en dat sommige wijzigingen of veranderingen aan de beschreven voorbeelden kunnen worden toegevoegd zonder de bijgevoegde conclusies te herwaarderen.

Claims (11)

CONCLUSIES

1. Werkwijze voor het optimaliseren van het volledig gebruik van cacaopeuischillen omvattende de stappen van het debacteriseren van het peulopperviak en openen van de cacaopeulen, het scheiden van de cacaopeuischillen van cacaopulp, cacaoplacenia, cacaobonen en cacaoboonschillen, en het drogen van de geschelden cacaopeulschillen waarbij gescheiden en gedroogde cacaopeulschillen verder worden verwerkt door een werkwijze die de stappen omvat van a) het malen van de 19 cacaopeuischillen; b) optionele zure extractie; c} een eerste enzymatische behandeling; d} alkalische solubilisatie; e) een eerste decantatie met centrifuge; f) uitrafiltratie; g) zure extractie; h} een tweede decantatie met centrifuge; |) een iweede enzymatische behandeling; |} ultrafiltratis en exiracizuivering; K} concentratie van hel extract; |) drogen van het geconcentreerde extract.

à. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de totale gebruiksopbrengst hoger is dan 80 gew.%, bij voorkeur hoger dan 85 gew.% en nog meer bij voorkeur hoger dan 90 gew.% berekend op het gewicht van de gedroogde cacaopeulschil.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 2, waarbij het onoplosbare resterende product verder wordt verwerkt door een werkwijze die stappen van debacterisatise en alkalisatie omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij genoemde (c) eersle enzymatische behandeling een behandeling met een of meer elwil-aïbrekend enzym omvat.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij genoemd (d) alkalische solubilisatie de stap omvat van het behandelen van de cacaopeulschillen met een geschikte base bij pH 7,5-11,5 en een temperatuur niet hoger dan 85°C gedurende niet langer dan 2 uur.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij genoemde {g} zure extractie de slap omvat van het behandelen van cacaopeulschillen bij pH 1,5-6,5, bij een temperatuurbereik van 85°C tot 100°C gedurende niet langer dan 4 uur.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij genoemde (1) tweede enzymatische behandeling, een behandeling omvat met een enzym om polysachariden te lyseren.

8. Werkwlize volgens conclusie 1, waarbij het genoemde enzym xylanase, celluiase of B-glucanase is.

9. Extract verkregen uit cacaopeulschillen bij een werkwijze volgens conclusies 1-8, gekenmerkt door een vochtgehalte van minder dan 10 gew.%, polyfenolgehalte van bij voorkeur ten minste 40 mg/g, bij voorkeur ten minste 70 mg/g, nog meer bij voorkeur tenminste 90 mg/g, oplosbaar vezelgehalte niel minder dan 20 gew.% en eiwitgehalte niet minder dan 10 gew.% van het totale gewicht van het extract.

10. Het extract verkregen volgens conclusie 9, waarbij het extract gezuiverd is wat resulteert in een polyfenoiniveau van ten minsie 200 mg/g, bij voorkeur meer dan 260 mg/g en nog meer bij voorkeur meer dan 300 mg/g.

19

11.Elke macroverbinding of composietverbinding geèxiraheerd door de werkwijze volgens conclusies 1 tot 8 uit, evenwel niet beperkt tot, de groep van eiwitten en eiwithydrolysaat, pectine, oplosbare vezels, onoplosbare vezeis, kocihydralen, oligosacharide, xylose, hemjicellulose, suiker, suikerstroop, cellulose, lignine, polyfenolen, favanolen, mineralen en aroma- extract.