CH666160A5 - Procede de traitement du beurre de cacao. - Google Patents
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Description
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet l'amélioration des propriétés physiques du beurre de cacao.
Certains beurres de cacao ne sont pas directement utilisables dans la fabrication du chocolat, car leurs propriétés physiques ne satisfont pas aux critères de conformité exigés. Etant trop mous, ils ne peuvent pas conférer au chocolat le caractère dur et cassant souhaitable à la température ambiante. Présentant un point de solidification trop bas et une plage de fusion trop étendue, ils ne procurent pas la sensation de fonte rapide en bouche caractéristique d'un chocolat. Or, il serait souhaitable de pouvoir les utiliser, étant donné le déficit mondial en beurre de cacao.
Nous avons entrepris différents essais pour améliorer le comportement à la fusion de ces beurres de cacao.
— Leur désodorisation avait amélioré leurs performances orga-noleptiques sans influencer leurs propriétés physiques.
— Leur hydrogénation partielle en présence de nickel comme catalyseur avait bien augmenté la proportion d'acides gras saturés dans les triglycérides, mais avait provoqué simultanément la formation par isomérisation de triglycérides d'acides gras insaturés à haut point de fusion, si bien que le beurre de cacao durci avait perdu en partie sa propriété de fondre rapidement, sa plage de fusion étant trop étendue. De plus, l'élimination totale du catalyseur avait nécessité un raffinage soigné comprenant une neutralisation et un traitement par terre décolorante suivi d'une désodorisation.
— Par contre, l'addition d'une graisse végétale compatible plus dure que le beurre de cacao telle que le beurre d'illipé avait amélioré aussi bien la dureté que le comportement à la fusion du beurre de cacao mou. Cependant, l'application de cette méthode est limitée par le fait qu'une telle addition n'est pas autorisée dans maints pays.
— Enfin, le fractionnement par solvants, par exemple à l'acétone dans les conditions décrites dans la demande de brevet français publiée N° 2.415.138 (correspondant au brevet britannique
N° 2.013.705) en liaison avec la graisse lactique ou l'huile de palme, avait conduit à l'obtention d'une fraction solide et d'une fraction semi-solide à la température ambiante. Il n'avait pas permis la séparation franche d'une fraction liquide à la température ambiante malgré une cristallisation prolongée dans les conditions de température indiquées. L'utilisation dans les mêmes conditions d'autres solvants mentionnés d'une façon générale, par exemple l'isopropanol ou l'hexane, n'avait pas conduit non plus à une séparation franche d'une fraction liquide à la température ambiante ou n'avait pas permis de cristallisation.
Dans le présent exposé, on entend par température ambiante une température de 20 à 30° C.
Ces difficultés s'expliquent par le fait que le beurre de cacao est composé d'un nombre relativement restreint de triglycérides de structure et de propriétés physiques voisines en équilibre continu les uns avec les autres. Pour simplifier, il comporte essentiellement les triglycérides mono-insaturés l,3-dipalmitoyl-2-oléoyl-glycérol (POP), l-palmitoyl-2-oléoyl-3-stéaroyl-glycérol (POS) et 1,3-di-stéaroyl-2-oléoyl-glycérol (SOS), solides à la température ambiante, et les triglycérides diinsaturés l-palmitoyl-2,3-dioléoyl-glycêrol (POO) et l-stéaroyl-2,3-dioléoyl-glycérol (SOO) qui, eux, sont liquides à la température ambiante.
Les essais effectués tendaient donc à montrer que le fractionnement en une phase liquide et en une phase solide à la température ambiante n'était à priori pas possible par simple cristallisation par solvants.
Nous avons trouvé qu'on pouvait fractionner les beurres de cacao ayant un point de solidification bas et obtenir des fractions utilisables, entre autres, en confiserie-chocolaterie.
L'invention concerne un procédé de traitement du beurre de cacao non directement utilisable dans la fabrication du chocolat, caractérisé par le fait:
a) que l'on mélange le beurre de cacao fondu et, le cas échéant, préraffiné avec de l'hexane dans les proportions en poids beurre de cacao:hexane de 1:2 à 1:10,
b) que l'on refroidit le mélange à —10 à 0° C et qu'on le maintient à cette température pendant au moins 6 h, jusqu'à ce qu'il se forme des cristaux nodulaires denses,
c) que l'on sépare à la température de cristallisation une fraction qui est solide à la température ambiante et une fraction qui est liquide à la température ambiante, et d) que l'on élimine l'hexane des fractions obtenues.
Un beurre de cacao pouvant servir de matière première dans le procédé selon l'invention peut se caractériser par:
— un indice d'iode (IV) relativement élevé, supérieur à 38,
— un indice de graisse solide (SFI) à 30° C inférieur à 40% en poids, et
— une courbe de refroidissement (CC) montrant une température minimum (T min.) d'environ 16° C et un écart des températures minimum et maximum (A) de 3 à 5° C.
Dans le présent exposé:
— L'indice d'iode (IV) est le nombre de grammes d'iode fixés par 100 g de corps gras. Il est fonction du degré d'insaturation des acides gras contenus dans les triglycérides. Il est déterminé par titra-tion au thiosulfate de sodium de l'iode libéré par l'addition d'iodure de potassium dans une solution contenant la matière grasse et du
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io
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chlorure d'iode (réactif) par comparaison avec une solution de référence du réactif sans la matière grasse (méthode 2.205,1.U.P.A.C. «Standard methods for the analysis of oils, fats and derivatives», Pergamon Press, 6e édition 1979).
— L'indice de graisse solide (SFI) est obtenu par la détermination de la courbe de fusion de la matière grasse. C'est le pourcentage de graisse solide existant dans le corps gras partiellement fondu à , une température donnée, par RMN (résonance magnétique nucléaire du proton) puisée (I.U.P.A.C., 1er supplément, 1982,
méthode 2.323).
— La courbe de refroidissement (CC) est obtenue par l'étude du comportement de la matière grasse au refroidissement donnant son point de solidification dans des conditions bien déterminées (méthode de Shukoff, température de référence 0° C, I.U.P.A.C., méthode 2.132).
Une telle matière première provient du pressage de la liqueur de cacao torréfié dont on recueille la partie liquide.
De préférence, la matière première peut être préraffinée. C'est-à-dire qu'elle a subi un traitement sous forme fondue par du charbon activé ou d'autres adsorbants, par exemple les terres décolorantes à base de silicate d'aluminium activé comme la montmorillonite ou la bentonite, suivi d'une séparation par filtration ou essorage de manière à enlever les solides finement dispersés résiduels.
Pour mettre en œuvre le procédé de l'invention, on peut dissoudre le beurre de cacao dans l'hexane, de préférence dans les proportions beurre de cacaoihexane de 1:2 à 1:5 et à une température de 40 à 60° C, puis refroidir la solution en la plaçant dans un cristalli-seur thermostaté, de préférence à une température de —10 à — 5° C avec ou sans brassage.
En variante, on peut mélanger le beurre de cacao fondu, de préférence à une température de 40 à 60° C, avec l'hexane refroidi, de préférence à une température de —10 à — 5° C.
On observe d'abord l'apparition de cristaux gélatineux dans des eaux mères laiteuses, puis ceux-ci deviennent denses et se présentent sous forme de nodules, cependant que les eaux mères deviennent claires. La durée minimum de la cristallisation est déterminée par cette transformation des cristaux. Elle doit être d'au moins 6 h et de préférence d'environ 24 h. Les cristaux nodulaires peuvent être recueillis par filtration en utilisant un dispositif de filtration sous vide ou bien encore par décantation ou essorage.
On peut laver les cristaux avec de l'hexane refroidi, de préférence en cours d'essorage, faire fondre ensuite les cristaux lavés, filtrer le cas échéant la solution et éliminer l'hexane, par exemple par évapo-ration sous vide. On recueille ainsi la stéarine.
Les eaux mères de cristallisation contiennent l'oléine. Elles peuvent être le cas échéant filtrées, puis on en élimine l'hexane, par exemple par évaporation sous vide.
Selon une variante du procédé, qui est préférée, on fait subir une cristallisation à l'oléine dont on a éliminé l'hexane. Pour ce faire, on dissout l'oléine fondue dans de l'hexane préalablement refroidi, de préférence à une température de —10 à — 5° C et dans les proportions oléine :hexane d'environ 1:2, puis on maintient la solution à une température de —10 à — 5° C, de préférence sous agitation lente, par exemple 10-20 tr/min pendant au moins 6 h. On sépare ensuite les cristaux de stéarine additionnels, par exemple par essorage. Les eaux mères de ce deuxième essorage contiennent l'oléine. On élimine enfin l'hexane des différentes fractions comme précédemment.
De préférence, on traite les fractions désolvantisées par entraînement à la vapeur sous vide dans des conditions qui ne provoquent pas d'isomérisation, de préférence sous une pression de 1,3 à 4 mbar et à une température inférieure à 220° C, par exemple de l'ordre de 200° C, de manière à éliminer toute trace d'hexane.
La stéarine fond rapidement à la température du corps et, par suite, trouve de nombreuses applications en confiserie et en biscuiterie en remplacement du beurre de cacao, par exemple en pharmacie comme support de médicament, par exemple comme suppositoire.
En chocolaterie, elle peut être mélangée à du beurre de cacao ayant un point de solidification bas avec lequel elle est parfaitement compatible, de préférence à raison de 10 à 20% en poids, ce qui permet d'utiliser ce beurre de cacao pour fabriquer du chocolat.
Seule ou en mélange avec du beurre de cacao utilisable directement, elle permet de fabriquer des chocolats résistant aux conditions régnant dans les pays chauds et/ou tropicaux.
L'oléine convient en confiserie comme ingrédient des pâtes à tartiner ou des fourrures de pâtisseries ou de pralinés, de préférence à raison de 8 à 15% en poids de la pâte à tartiner ou de la fourrure. Elle peut encore être utilisée dans des compositions cosmétiques, par exemple dans des bâtons à lèvres, des crèmes ou des lotions, de préférence à raison de 5 à 20% en poids de la composition.
Les exemples suivants, dans lesquels les proportions et pourcentages sont pondéraux sauf indication contraire, illustrent l'invention.
Exemple 1:
On fait fondre 21,5 kg de beurre de cacao (IV = 40) au bain-marie à 60° C, on y ajoute 125 g de terre^décolorante à base de silicate d'aluminium activé et on brasse la suspension pendant 10 min. Après séparation de l'adsorbant par essorage, filtration du liquide sur papier à l'aide d'un entonnoir Büchner en présence de 300 g de terre filtrante et sous une pression de 20 mbar (15 mmHg), on obtient 21 kg de beurre de cacao préraffiné.
On mélange au beurre de cacao préraffiné 42 kg d'hexane (fraction rectifiée à 65-69° C), on refroidit le mélange à — 5° C et on le maintient à cette température pendant 24 h sans brassage. Il se produit une abondante cristallisation. On essore ensuite les cristaux formés à 5° C tout en les lavant avec 25 kg d'hexane à 5° C. On fait fondre ensuite les cristaux lavés au bain-marie à 80° C, on filtre le liquide sur papier, puis on évapore l'hexane au bain-marie à 60° C au moyen d'un évaporateur rotatif sous une pression de 20 mbar (15 mmHg). On recueille ainsi 17,2 kg d'une fraction solide à la température ambiante ou stéarine (rendement par rapport au beurre de cacao préraffiné = 81,9%).
Les eaux mères d'essorage contiennent la fraction liquide (oléine) qu'on filtre sur papier. On évapore l'hexane contenu dans le filtrat au moyen d'un évaporateur rotatif porté à 60° C au bain-marie sous une pression de 20 mbar (15 mmHg). On obtient ainsi 2,7 kg d'oléine (rendement par rapport au beurre de cacao préraffiné = 12,8%).
Les caractéristiques physiques de la matière première et des fractions obtenues sont indiquées dans le tableau I ci-après:
Tableau I
Beurre de cacao
Stéarine
Oléine
IV
40
36
59
SFI à 30° C (%)
40
58
—
CC(0°C)
T min.
16
18,6
—
AT
5,2
5,3
—
Exemple 2:
A partir de 200 kg de beurre de cacao (IV = 40), on obtient 189 kg de beurre de cacao préraffiné en suivant la procédure de l'exemple 1.
On mélange au beurre de cacao préraffiné 945 kg d'hexane (fraction rectifiée à 65-69° C) préalablement refroidi à — 10° C et on brasse la suspension au moyen d'un agitateur tournant à 20 tr/min. On maintient la température à -10° C tout en brassant continuellement pendant 24 h. Il se forme des cristaux qu'on essore à —10° C. On recueille ainsi 272,5 kg de stéarine contenant l'hexane résiduel.
Les eaux mères d'essorage représentant 710,5 kg contiennent l'oléine. Après avoir évaporé l'hexane à 90° C sous une pression de 20 mbar, on traite les 56,5 kg d'oléine restants avec 113 kg d'hexane préalablement refroidi à —10° C, puis on maintient la température
5
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4
du mélange à — 10: C pendant 24 h sous brassage lent. Il se forme des cristaux qu'on essore à —10° C. Les 23 kg de cristaux recueillis contiennent de l'hexane résiduel.
On les joint aux 272,5 kg obtenus précédemment lors du premier essorage, puis on fait fondre l'ensemble à 70° C. On évapore ensuite l'hexane à 70 C sous un pression de 20 mbar, puis à 60° C sous une pression de 2,7 mbar, de manière à l'éliminer complètement. On obtient ainsi 148,3 kg de stéarine.
Les eaux mères du deuxième essorage représentant 138 kg contiennent l'oléine. Après évaporation de l'hexane à 90° C sous une pression de 20 mbar, puis à 60° C sous une pression de 2,7 mbar, de manière à l'éliminer complètement, on obtient 37,7 kg d'oléine (rendement par rapport au beurre de cacao préraffiné = 20%).
Les caractéristiques du beurre de cacao de départ et des fractions obtenues sont indiquées dans le tableau II ci-après:
Exemple 3:
On traite la stéarine et l'oléine obtenues selon l'exemple 2 dans un désodorisateur en continu à film tombant de manière à en éliminer toute trace d'hexane à 200" C en présence de 10% de vapeur 5 d'eau sous une pression de 2,7 mbar avec un débit de matière grasse de 1,5 kg/h, la matière grasse séjournant 3 min dans l'appareil.
Après désodorisation, la stéarine est parfaitement neutre et l'oléine a un goût et une odeur typiques de cacao torréfié.
io Exemple 4-6:
On procède, comme à l'exemple 1, au fractionnement d'un beurre de cacao d'indice d'iode 39 dans les conditions indiquées au tableau III ci-après. Les caractéristiques physiques des fractions obtenues et de la matière première sont également indiquées dans le 15 tableau IV ci-après :
Tableau II
Beurre de cacao
Stéarine
Oléine
IV
40
34
65
SFI à 30° C (%)
33
61
—
CC(0°C)
T min.
16,8
19,3
—
AT
4,4
5,2
—
Tableau III
Ex.
Température de
Rapport
Temps de cristallisation
Rendement (%)
fractionnement beurre de cacao :hexane
(h)
(°C)
Stéarine
Oléine
4
-10
1:10
24
72
28
5
0
1:5
24
54
46
6
-5
1:3
24
78
22
Tableau IV
Ex.
Stéarine
IV
Oléine
SFI à 30° C (%) Stéarine
CC (0° C) Stéarine
T min.
AT
4
32
58
77
18,9
5
5
32
47
77
18,8
5
6
33
59
77
18,8
5
Matières premières
39
34
15,2
5,2
Exemples comparatifs:
On essaie le fractionnement du même beurre de cacao selon le brevet britannique N° 2.013.705 dans les conditions détaillées dans le tableau V ci-après:
Tableau V
Essai
Solvant
Température de
Rapport
Temps de
Rendement (%)
fractionnement beurre de cacao:solvant cristallisation
(°C)
(poids: volume)
(h)
Stéarine
Oléine a
Acétone
15
1:7,5
16
63
37
b
Isopropanol
15
1:7.5
18
89
11
c
Hexane
15
1:7,5
pas de cristallisation i
L'indice d'iode des fractions obtenues dans les essais a et b est indiqué dans le tableau ci-après:
Tableau VI
Essai
1
IV
Stéarine
Oléine a
34
50
b
37
60
Il ressort des essais précédents que, malgré des temps de cristallisation bien supérieurs à ceux préconisés dans le brevet britannique N° 2.013.705:
— dans le cas a, l'oléine n'est pas liquide à la température ambiante, et son IV trop bas indique une mauvaise spécificité de séparation,
— dans le cas b, l'IV de la stéarine est trop élevé, ce qui est également un signe de mauvaises conditions de séparation, d'ailleurs confirmé par le faible rendement en oléine,
— dans le cas c, il n'y a pas de cristallisation.
De plus, les solvants acétone et isopropanol sont critiquables du point de vue des législations alimentaires, et l'acétone est difficile à éliminer, ce qui n'est pas le cas de l'hexane.
Exemple 7:
On mélange chacune des stéarines préparées selon les exemples 1 et 2 à raison de 20% à 80% de beurre de cacao ayant servi de matière première à leur fractionnement et on utilise les mélanges à la place du beurre de cacao utilisable directement pour fabriquer du chocolat au lait. Les chocolats obtenus ont des propriétés physiques et organoleptiques tout à fait comparables à celles de chocolats fabriqués à partir de beurre de cacao utilisable directement.
Exemple 8:
On utilise la stéarine selon l'exemple 2 à la place du beurre de cacao utilisable directement pour fabriquer du chocolat au lait à raison de 20% de stéarine pour 80% de beurre de cacao utilisable directement. Le chocolat obtenu est plus dur qu'un chocolat fabriqué à partir de beurre de cacao utilisable directement: à 30° C il est toujours dur et cassant. Il se démoule plus facilement, mais il fond également très rapidement dans la bouche. On n'observe pas de blanchiment gras. Ces propriétés le destinent aux pays chauds et/ou tropicaux.
666 160
Exemple 9:
L'oléine selon l'exemple 2 se prête bien à la préparation de pâte à tartiner ou de fourrure pour pralinés. A raison de 10% d'oléine en mélange avec du sucre, des noisettes rôties, de la poudre de cacao, de la poudre de lait écrémé, de la graisse de coco hydrogénée et de la lécithine, les pâtes à tartiner ont une texture onctueuse, une couleur brun clair, une odeur et une saveur agréables de cacao et de noisettes rôties.
Exemples 10-11:
L'oléine selon l'exemple 2 se prête bien, après avoir subi une désodorisation poussée, à la préparation des compositions cosmétiques ci-après:
Crème de soins (émulsion eau-dans-huile) % en poids
Myristate d'isopropyle 30
Huile de paraffine 18
Oléine de beurre de cacao 10
Ozokérite 4
Lanolate de magnésium 14,4
Alcool de lanoline 3,6 Butylhydroxyanisole (BHA) + butylhydroxytoluène (BHT) 0,01
Eau + conservateur q.s.p. 100
Rouge à lèvres % en poids Corps blanc:
Cire microcristalline 12
Cire de Candelilla 2
Esters lourds de synthèse (Synchro wax ERLC® de Croda) 4
Huile de ricin 10
Oléine de beurre de cacao 15
Lanolate d'isopropyle 15
Lanoline liquide 10
Lanoline acétylée 12
Vaseline 10
Ricinoléate de cétyle 9,8
BHA + BHT (50/50) 0,2
auquel on ajoute 5,4 parties en poids des pigments suivants pour 100 parties en poids de corps blanc: ,
Pigments minéraux et organiques:
Oxyde de fer rouge 1,2
Oxyde de titane 1,3
D et C red N° 9 2
D et C red N° 27 0,4
Parfum 0,5
5
5
10
15
20
25
30
35
40
45
R
Claims (11)
1. Procédé de traitement du beurre de cacao non directement utilisable dans la fabrication du chocolat, caractérisé par le fait:
a) que l'on mélange le beurre de cacao fondu avec de l'hexane dans les proportions en poids de cacao :hexane de 1:2 à 1:10,
b) que l'on refroidit le mélange à —10 à 0 C et qu'on le maintient à cette température pendant au moins 6 h, jusqu'à ce qu'il se forme des cristaux nodulaires denses,
c) que l'on sépare à la température de cristallisation une fraction qui est solide à la température ambiante et une fraction qui est liquide à la température ambiante, et d) que l'on élimine l'hexane des fractions obtenues.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, préalablement à son mélange avec l'hexane, on traite le beurre de cacao fondu par un adsorbant et qu'on le sépare ensuite dudit ad-sorbant.
3. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que, dans l'étape a), on dissout le beurre de cacao dans l'hexane à une température de 40 à 60" C et que, dans l'étape b), on refroidit la solution à une température de — 10 à —5 C.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans l'étape a), on mélange le beurre de cacao fondu à une température de 40 à 60 C avec l'hexane refroidi à une température de —10 à -5 C.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans l'étape a), on mélange le beurre de cacao et l'hexane dans les proportions en poids beurre de cacao:hexane de 1:2 à 1:5.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on élimine l'hexane de la fraction liquide obtenue dans l'étape c) et qu'on la soumet ensuite à une cristallisation en lui faisant subir les opérations successives a) à d).
7. Fraction solide de beurre de cacao obtenue par la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6.
8. Fraction liquide de beurre de cacao obtenue par la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6.
9. Composition grasse utilisable en confiserie-chocolaterie comprenant, en poids, 10 à 20% d'une fraction solide selon la revendication 7 et 80 à 90% de beurre de cacao.
10. Composition pour fourrure des pâtisseries ou des pralinés ou pâte à tartiner comprenant 5 à 20% en poids d'une fraction liquide selon la revendication 8.
11. Composition cosmétique comprenant 5 à 20% en poids d'une fraction liquide selon la revendication 8.
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