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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen neuen geschmacksarmen
Kakao, auf ein Verfahren zur Herstellung desselben und auf eine
Verwendung desselben.
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Kakao
ist eines der wichtigsten Ingredienzien, wenn nicht sogar das wichtigste
Ingrediens, bei der Herstellung einer Vielzahl von Kakaoprodukten,
zum Beispiel verschiedener Schokoladentypen. Kakaomasse wird durch
Vermahlen von Kakaonibs produziert. Kakaonibs sind Bestandteile
der Samen des Kakaobaums Theobroma cacalo L. Kakaosamen sind Kakaobohnen
mit dem sie umgebenden Fruchtfleisch. Die Kakaobohnen bestehen aus
den Kakaonibs und einer Hülle,
die dies umgibt.
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Die
Kakaomasse besteht einerseits aus fettartigen Bestandteilen, der
sogenannten Kakaobutter, und andererseits aus nicht-fettartigen
Bestandteilen, die im folgenden Kakaopulver genannt werden.
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Die
Kakaobutter einerseits und das Kakaopulver andererseits haben für die Produktion
von Kakaoprodukten unterschiedliche Funktionen und Bedeutung. Die
Kakaobutter, die wie andere Fette auch im wesentlichen aus Triglyceriden
besteht, ist für
den Fettgehalt des Kakaoproduktes entscheidend. Der Fettgehalt,
der für
bestimmte Kakaoprodukte oft sogar gesetzlich reguliert ist, beeinflußt inter
alia die Konsistenz des entsprechenden Kakaoproduktes. In Schokolade
zum Beispiel sind der Fettgehalt und der Schmelzbereich des Fettes für eine sensorische
Wahrnehmung während
des Verzehrs von Bedeutung und sind folglich für die Qualität der Schokolade
relevant. Die Kakaobutter hat auf das Aroma keinen signifikanten
Einfluß,
d. h. auf den Gesamteindruck von Aroma und Geschmack, da die Butter
selbst kein deutliches Aroma hat.
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Die
nicht-fettartigen Bestandteile der Kakaonibs, d. h. das Kakaopulver,
sind dagegen für
das Aroma von Kakaoprodukten essentiell.
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Es
ist die vorherrschende Ansicht (siehe Belitz, Grosch, Lehrbuch der
Lebensmittelchemie, 4. Auflage, veröffentlicht vom Springerverlag,
Berlin-Heidelberg-New
York, 1992, S. 874, und Fincke, Handbuch der Kakao erzeugnisse, 2.
Auflage, Springerverlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1965, S. 321
et seq.), daß die
meisten der Aromaverbindungen im Kakao aus sogenannten Aromavorläufern produziert
werden. Diese Aromavorläufer
werden aus Nicht-Aroma-Bestandteilen der unfermentierten Kakaobohnen
durch enzymatische Reaktionen im Verlauf der Fermentation produziert.
Somit ist eine Fermentation für
die Aromaentwicklung von besonderer Bedeutung. Während der weiteren Behandlung
von Kakao, z. B. Trocknung, Rösten
und Conchieren, erleiden die Vorläufer und die Aromaverbindungen
mindestens teilweise weitere quantitative und/oder qualitative Veränderungen.
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In
der Vergangenheit wurden viele Versuche durchgeführt, um das Kakaoaroma zu intensivieren
und fremde Aroma- und Geschmacksnoten zu reduzieren, indem die Kakaonibs,
Kakaobohnen und Kakaosamen behandelt wurden. Diesbezüglich sollte
zum Beispiel der WO 97-33484, EP-A-755632, EP-A-749694, EP-A-614613
und EP-A-442421 Aufmerksamkeit gezollt werden.
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Die
Off-Flavor-Noten sind besonders störende Konzentrationen an adstringierenden
und bitteren Noten. Was die Adstringenz angeht, wird angenommen,
daß sie
durch mono-, di- und oligomere Polyhydroxyphenole, die in den Nibs
vorliegen, verursacht wird.
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Die
Polyhydroxyphenole können
in Abhängigkeit
vom pH mit oder ohne enzymatische Unterstützung in einem wäßrigen Medium
in Gegenwart von Sauerstoff oxidiert werden. Bei leicht saurem bis
neutralem pH ist die Oxidation enzymatisch, wohingegen die Oxidation
in alkalischer Umgebung auch ziemlich schnell in Gegenwart von Sauerstoff
ohne Enzyme abläuft.
Die polymeren Oxidationsprodukte der Polyhydroxyphenole sind weniger
adstringierend, wodurch eine Verringerung der Adstringenz durch
Oxidation ermöglicht
wird.
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In
früheren
Anstrengungen zur Intensivierung des Kakaoaromas war es vorteilhaft,
daß eine
Ansäuerung
während
des Verlaufs einer normalen Fermentation der Kakaonibs die Bildung
von Aromavorläufern
begünstigte.
Während
einer anschließenden
Entazidifizierung und Belüftung,
insbesondere während
der darauffolgenden Trocknung, wurde die Adstringenz durch enzymatische
Bräunung
(Oxidation der Polyhydroxyphenole und Polymerisation der Oxidationsprodukte)
verringert. Mit anderen Worten, frühere Anstrengungen waren insoweit
erfolgreich, als sie für
die Bildung von Aromavorläufern
und die Verringerung der Adstringenz im normalen Verlauf einer Fermentation
und Trocknung förderlich
waren.
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Bezüglich der
bitteren Geschmacksnoten ist es bekannt, daß Theobromin einen bitteren
Geschmack hat und daß es
mit Diketopiperazinen, welche die typische Bitternote von Kakao
verursachen, Komplexe bilden kann. Bitterkeit wird durch Rösten verstärkt. Eine
Kontrolle der bitteren Geschmacksnoten war demnach nur in begrenztem
Ausmaß erfolgreich.
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In
Versuchen des Standes der Technik, die sich auf eine Intensivierung
des Kakaoaromas konzentrierten, war es daher möglich, Kakao mit verstärktem Kakaoaroma
und verringerter Adstringenz zu produzieren. Die bitteren Geschmacksnoten
konnten allerdings nicht mit besonderer Genauigkeit kontrolliert
werden. Diese Entwicklung war für
solche Kakaoprodukte vorteilhaft, für die ein intensives Aroma
wichtig war.
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Die
Herstellung Kakao mit reduziertem Aroma ist allerdings bisher noch
nicht bekannt, obgleich die Bereitstellung von solchem Kakao beispielsweise
im Hinblick auf die Kombination natürlicher Variationen bei der
Intensität äußerst günstig ist.
Obgleich es Kakaotypen gibt, die ein verringertes Aromapotential
und/oder reduzierte Adstringenz haben, werden sie nicht bewußt produziert.
Statt dessen sind sie das unbeabsichtigte Ergebnis schlecht durchgeführter Behandlungen
und variieren in ihren Eigenschaften beträchtlich. Die schlechte Behandlung
führt üblicherweise
auch zu Qualitätsfehlern,
z. B. Entwicklung von Schimmelpilz, einem stark sauren Geschmack
und deutliche Off-Flavor-Noten.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, geschmacksreduzierten
oder geschmacksarmen Kakao bzw. aromareduzierten oder aromaarmen
Kakao verfügbar
zu machen, und in der Bereitstellung eines Verfahrens zu seiner
kontrollierten Produktion.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren gelöst,
bei dem nicht-fermentierte Kakaobohnen zuerst eine Behandlung unter
Zerstörung
der zellulären
und subzellulären
Strukturen bei solchen Bedingungen unterworfen werden, daß die enzymatische
Produktion von Aromavorläufern
inhibiert wird, und der so erhaltene Kakao einer Oxidationsbehandlung
unterzogen wird. Dabei werden die Bedingungen so gewählt, daß möglichst
wenig Aromavorläufer
und/oder Verbindungen gebildet werden und andere Aromakomponenten deutlich
reduziert oder vollständig
eliminiert werden.
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Ein
geschmacksarmer bzw, aromaarmer Kakao, der auf verschiedenen Wegen
zur Herstellung von Kakaoprodukten geeignet ist, wird durch das
erfindungsgemäße Verfahren
bereitgestellt. Natürliche
Schwankungen in der Aromaintensität eines herkömmlichen
Kakaos können
in einfacher und billiger Weise kompensiert werden, indem dieser
mit einem geschmacksarmen Kakao gemäß der Erfindung vermischt wird.
Somit ist es nun möglich,
zusätzlich
zu der früher
bekannten Aromaintensivierung einen zu intensiven Geschmack bzw. zu
intensives Aroma zu reduzieren, ohne das Verhältnis von Fett- zu Nicht-Fettbestandteilen
im Kakao merklich zu verschieben. Die Erfindung macht es daher erstmals
möglich,
ungeachtet üblicher
Schwankungen infolge der Natur der Kakaobohnen, Kakao mit standardisiertem
Aroma bereitzustellen.
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Der
geschmacksarme bzw. aromaarme Kakao gemäß der vorliegenden Erfindung
ermöglicht
auch die Herstellung von Kakaoprodukten und insbesondere von Schokolade
in kostenwirksamer Weise. Für
viele Kakaoprodukte, speziell im Fall von Schokolade sind bestimmte
Mindestmengen für
den Gehalt an Kakaobutter und/oder Gesamtkakaofeststoffen spezifiziert.
Beispielsweise verlangt § 13
der Deutschen Kakaoverordnung von 1975, daß Qualitätsschokoladen mindestens 26
Gew.-% Kakaobutter enthalten müssen.
Um solche Vorgaben zu erfüllen
war es daher notwendig, zusätzlich
zu der aromatragenden Kakaomasse Kakaobutter mit neutralem Aroma
zu verwenden, wenn Schokolade nach dem Stand der Technik hergestellt
wurde. Eine teilweise oder vollständige Entfernung der teuren
Kakaobutter zugunsten eines höheren
Anteils der kosteneffektiven Kakaomassen war daher bisher nicht
möglich,
da eine Erhöhung
in der Kakaomassenmenge immer mit einer Aromaintensivierung verbunden
war, was bewirkte, daß sich
die Produktcharakteristika änderten.
Solche Veränderungen
und insbesondere ein zu starkes Aroma werden allerdings vom Markt
nicht oder nur zu einem geringen Grad akzeptiert.
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Der
geschmacksarme Kakao gemäß der Erfindung
kann allerdings unmittelbar zu einer beträchtlichen Erhöhung der
Menge an Kakaomasse in verschiedenen Kakaoprodukten eingesetzt werden,
ohne daß dadurch
die Aromaintensität
bzw. Geschmacksintensität
verstärkt
wird. Erfindungsgemäß können daher
die Produktionskosten für
eine ganze Reihe von Kakaoprodukten, speziell Schokolade, verringert
werden. Dies ist möglich,
da der erfindungsgemäße Kakao
keinerlei Aromakomponenten oder nur wenige derartige Komponenten
enthält,
sondern auch weil der gleichzeitig einen nur leicht adstringierenden
und kaum bitteren Geschmack hat oder überhaupt keinen bitteren Geschmack
hat. Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
klar.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Erzeugung eines geschmacksarmen Kakaos umfaßt im wesentlichen zwei Schritte.
Im ersten Schritt werden die nicht-fermentierten Kakaobohnen unter
Zerstörung
der zellulären
und subzellulären
Struktur behandelt, um ihre Ingredienzien freizusetzen und Enzyme
zu hemmen, die bei der Bildung von Aromavorläufern und Aroma- bzw. Geschmackskomponenten
involviert sind. Im zweiten Schritt wird eine Oxidationsbehandlung
durchgeführt.
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Erfindungsgemäß werden
nicht-fermentierte Kakaobohnen aus frischgeernteten Hülsen bzw.
Früchten
immer als Primärmaterial
verwendet. Mit anderen Worten, es werden Kakaobohnen verwendet,
die schnell nach der Ernte von dem sie umgebenden Fruchtfleisch
befreit wurden, mit dem Resultat, daß die mikrobiellen Prozesse,
die üblicherweise
bei Lagerung oder Fermentation von Kakaosamen beginnen, soweit wie
möglich fehlen.
Dies wird zum Beispiel durch möglichst
schnelles Entfernen der Kakaosamen aus gesunden Hülsen, vorzugsweise
innerhalb weniger als 20, insbesondere weniger als 10 Tagen nach
der Ernte erreicht. Die Kakaobohnen werden dann unverzüglich umfangreich
von dem sie umgebenden Fruchtfleisch befreit. Dies kann zum Beispiel
durch mechanische Mittel geschehen, die durch Waschen unterstützt werden.
Es ist auch möglich,
das Fruchtfleisch enzymatisch oder durch eine Kombination aus mechanischen
und enzymatischen Prozessen zu entfernen.
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Die
nicht-fermentierten Kakaobohnen, die aus Ausgangsmaterial gemäß der Erfindung
verwendet werden, können
direkt nach Entfernung des Fruchtfleischs verwendet werden oder
können
zuerst getrocknet werden. Eine Trocknung hat den Vorteil, daß die Kakaobohnen
dann eine längere
Lager- bzw. Verarbeitungsdauer
aufweisen und daß die
getrockneten Bohnen ein viel geringeres Transportvolumen einnehmen
als die Hülsen
bzw. Früchte.
Ein Trocknen der Bohnen gewährleistet
auch zu einem größeren Ausmaß, daß eine unerwünschte Fermentation,
durch Anhaftenden Fruchtfleischrückstand
unterdrückt
wird.
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Ein
Trocknen der Kakaobohnen kann nach den Verfahren durchgeführt werden,
die zum Trocknen von fermentierten Bohnen bekannt sind (siehe Fincke,
Handbuch der Kakaoerzeugnisse, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1965, S.
54 et seq.). Beispielsweise kann ein Trocknen in der Sonne und ein
mechanisches Trocknen angewendet werden. Die Trocknungsbedingungen
sollten so gewählt
werden, daß die
nativen Bestandteile der Kakaobohnen in ihrer ursprünglichen
Form konserviert werden. Es sollte auch sichergestellt werden, daß keine
Off-Aromanoten während
des Trocknens in die Kakaobohnen eintreten.
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Trocknungsverfahren,
bei denen der Wassergehalt in den Kakaobohnen rasch, d. h. innerhalb
weniger Tage oder Stunden, auf den gewünschten Wert reduziert wird,
haben sich als günstig
erwiesen. Es ist vorteilhaft, die Trocknungstemperatur unter 50°C und vorzugsweise
bei 40°C
oder weniger zu halten. Die Trocknungstemperatur bezeichnet die
durchschnittliche Temperatur des zu trocknenden Materials. In diesem
Schritt soll der Wassergehalt der Kakaobohnen auf vorzugsweise weniger
als 10, besser weniger als 8 und insbesondere weniger als 5 Gew.-%
verringert werden.
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Wenn
getrocknete, nicht-fermentierte Kakaobohnen als Ausgangsmaterial
für das
erfindungsgemäße Verfahren
verwendet werden, müssen
solche Bohnen vor einer weiteren Behandlung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
mit Wasser behandelt werden. Dazu werden die getrockneten nicht-fermentierten
Kakaobohnen geeigneterweise in Wasser mit einer Temperatur von nicht
mehr als 70°C,
vorzugsweise 55°C
oder weniger, insbesondere 45°C
oder weniger, z. B. 40°C,
inkubiert, bis der ursprüngliche
Wassergehalt (etwa 30 bis 35 Gew.-%) im wesentlichen wieder hergestellt
wurde.
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Die
Zeit, die zur Absorption von Wasser benötigt wird, hängt von
den vorherigen Trocknungsbedingungen, insbesondere der Trocknungstemperatur
und von der Temperatur während
der Inkubation in Wasser ab. Es wurde z. B. festgestellt, daß ein Trocknen
der Bohnen bei erhöhter
Temperatur zu einer schnelleren Wasserabsorption führt. Dasselbe
gilt für
eine Erhöhung
der Temperatur während
der Inkubation in Wasser. Es wurde zum Beispiel festgestellt, daß bei einer
Wasserbehandlungstemperatur von 60°C etwa 20 Stunden notwendig
sind, um den ursprünglichen
Wassergehalt zu erreichen (Trocknungstemperatur 40°C). Andererseits
sind etwa 40 Stunden notwendig, bei einer Trocknungs- und Wasserbehandlungstemperatur
von 40°C
den ursprünglichen
Wassergehalt wieder herzustellen. Wenn eine erhöhte Trocknungs- und/oder Wasserbehandlungstemperatur
die Behandlungsdauer verkürzt,
so ist dies vorteilhaft, allerdings sollte gleichzeitig berücksichtigt
werden, daß eine
höhere
Wasserbehandlungstemperatur natürlich
auch bewirkt, daß eine
größere Menge
an Substanzen aus den Kakaonibs ausgewaschen wird. Die entsprechenden
Parameter zur Behandlung der getrockneten, nicht-fermentierten Bohnen
mit Wasser kann unmittelbar von dem hier betroffenen Fachmann eingestellt
werden.
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Eine
Inkubation in Wasser ist auch vorteilhaft, wenn nicht-getrocknete, nicht-fermentierte
Kakaobohnen verwendet werden. Diese Kakaobohnen werden in Wasser
für etwa
10 bis 48 Stunden bei einer Temperatur unter 45°C, vorzugsweise bei 20 bis 40°C, inkubiert.
Die besten Resultate wurden im Temperaturbereich von 35 bis 40°C für einen
Behandlungszeitraum von 40 bis 48 Stunden erhalten. Die Kakaobohnen
absorbieren infolge einer Keimungsinduzierung zusätzliches
Wasser. Der Wassergehalt steigt an, und zwar in Abhängigkeit
von der Inkubationsdauer und -temperatur, vom Ausgangswert von etwa
30 bis 35 Gew.-% auf Werte auf über
40 Gew.-%. Die Wasser behandlung der getrockneten Kakaobohnen und
die Quellbehandlung von ungetrockneten, nicht-fermentierten Bohnen
begünstigen
die anschließende
Freisetzung von Vakuolen-gebundenen Ingredienzien.
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Im
Vergleich zu der entsprechenden Behandlung von getrockneten und
wiederbefeuchteten Kakaobohnen führt
die Inkubation von lebenden, nicht-getrockneten, nicht-fermentierten Kakaobohnen
in Wasser oder hypotonischen Medien zu einem zusätzlichen Effekt. Die Ingredienzien
werden in lebenden Kakaobohnen mobilisiert, allerdings werden postmortale
Umwandlungen, die zur Bildung oder Veränderung des Aromapotentials
führen,
vermieden. Dieser Effekt, der für
die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kakaos vorteilhaft ist,
zeigt sich, wenn der Status Vivendi durch Erfüllung der entsprechenden Behandlungsbedingungen
(Temperatur, Behandlung, Dauer, Natur des Mediums) sichergestellt
ist. Dies kann inter alia durch Messung des pHs der homogenisierten
Nibs nach Inkubation untersucht werden. Ein pH zwischen 6,2 und
6,5 zeigt an, daß die
Inkubationsbehandlung nicht bewirkt hat, daß sie getötet werden.
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Bei
einer Inkubation der Kakaobohnen sollte der pH in den Nibs nicht
unter einen Wert von 6,0 fallen; hier bedeutet der pH in den Nibs
immer den pH homogenisierter Nibs. Um dies zu erreichen, sollte
der pH des wäßrigen Mediums,
das zur Inkubation verwendet wird, im Bereich von 4,5 bis 7,5 liegen.
Außer
Wasser als solches Medium können
andere wäßrige hypotonische
Medien und in diesem besonderen Fall wäßrige Puffersysteme, die anorganische
oder organische Salze enthalten, verwendet werden. Diese Puffersysteme
sollten so gewählt
werden, daß sie
die Vitalität
und das Aroma der Kakaobohnen nicht beeinträchtigen. Zitronensäurepuffer
mit geringer Konzentration (z. B. 35 mM; pH 5,0–5,5) haben sich als besonders
geeignet erwiesen. Wasser oder Puffer mit niedrigen Konzentrationen
mit pH-Werten von 5,5 oder mehr, vorzugsweise 6,0 oder mehr und
geeigneterweise zwischen 5,5 und 6,5 sollten bevorzugt werden, wenn
vorgetrocknete Kakaobohnen wieder befeuchtet werden.
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Wenn
die Kakaosamen oder Kakaobohnen zur Entfernung von Fruchtfleisch,
zur Wasserabsorption und zum Quellen vorbehandelt werden, sind Schutzmaßnahmen
gegen unerwünschte
Infektionen vorteilhaft. Diese umfassen eine Oberflächensterilisierung
der verwendeten Hülsen
bzw. Früchte,
die keimfreie Entfernung von Samen und die Verwendung von sterilem
Wasser oder sterilen Pufferlösungen.
Leicht saure Medien zur Inkubation von nicht-getrockneten Kakaobohnen (z. B. pH 5,5)
und Durchführung
der Inkubationen unter Bedingungen, die Luft ausschließen (z.
B. entlüftete
Medien und Inkubation z. B. unter Stickstoffatmosphären) unterdrücken die
Entwicklung und den Metabolismus von Organismen, die das Aroma des
Endprodukte beeinträchtigen
könnten,
stark. Dies gilt auch für
den folgenden Schritt gemäß der Erfindung
zur Zerstörung
der zellulären
und subzellulären
Struktur und Freisetzung der Bestandteile und inhibierenden Enzyme.
Ein Verfahren unter Luftausschluß hat sich auch hier als erfolgreich
erwiesen.
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Im
nächsten
Schritt machen die Kakaobohnen eine Behandlung durch, bei der die
subzelluläre
Struktur und hier insbesondere die Zellmembranen und Vakuolen in
den Zellen der Kakaonibs aufgebrochen werden. Durch diese Behandlung
werden insbesondere die nativen Vorläufer – die in Zellvakuolen vorliegen – der Aromavorläufer wie
auch lytische Enzyme und Polyhydroxyphenol freigesetzt, obgleich
sie keine enzymatische Umwandlung unter Bildung von Aromavorläufern oder
Aromaverbindungen durchmachen.
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Die
subzellulären
Strukturen werden gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebrochen, indem die Kakaobohnen in einem wäßrigen Medium
bei erhöhter
Temperatur und/oder in Gegenwart von Säuren behandelt werden.
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Um
die Bildung von Aromaverbindungen zu verhindern, wie es gemäß der Erfindung
erwünscht
ist, ist in diesem Schritt eine genaue Kontrolle des pHs notwendig,
um so die Enzym-katalysierte Bildung von Aromavorläufern zu
unterdrücken.
Es wurde festgestellt, daß diese
Unterdrückung
erfolgreich ist, wenn der pH in dieser Stufe so eingestellt wird,
daß die
für die
Bildung der aromatischen Verbindungen notwendigen Enzyme in großem Umfang
inaktiv sind. Als besonders geeignete pH-Werte in den Kakaonibs
haben sich solche von 4,5 oder weniger oder 6,0 oder mehr erwiesen.
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Wenn
die Behandlung zur Zerstörung
des subzellulären
Strukturen in den Kakaonibs bei höheren pH-Werten, d. h. vorzugsweise
bei pH-Werten von 6,0 oder mehr, durchgeführt werden soll, sollte der
gewählte Ansatz
so sein, daß die
Kakaonibs in einem wäßrigen Medium,
das einen entsprechenden pH hat, bei einer Temperatur von 45°C oder höher behandelt
werden. In diesem Schritt hängt
die Behandlungsdauer auch von der ausgewählten Temperatur ab, wobei
höhere
Temperaturen natürlich
zu einer kürzeren
Behandlungszeit führen.
Höhere
Behandlungstemperaturen im Bereich von 50 bis 60°C sind entsprechend bevorzugt,
wobei gute Resultate im Temperaturbereich von 55 bis 60°C erzielt
werden. Die Behandlungsdauer liegt in diesem Temperaturbereich bei
etwa 60 Stunden.
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Um
unerwünschte
mikrobielle Metabolismen während
des Behandlungszeitraums zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein,
daß das
Reaktionssystem während
dieser Behandlung möglichst
sauerstofffrei gehalten wird. Dies erfolgt geeigneterweise dadurch,
daß die
Behandlung zur Zerstörung
der subzellulären
Strukturen in einer Atmosphäre
mit wenig Sauerstoff (z. B. 1% oder unter O2-Sättigung)
oder sogar in sauerstofffreier Atmosphäre, z. B. Schutzgasatmosphäre, die
aus Inertgasen, vorzugsweise Stickstoff und/oder Edelgasen besteht,
durchgeführt
wird.
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Die
Behandlung zur Zerstörung
der subzellulären
Strukturen in den Kakaonibs und die gleichzeitige Verhinderung einer
enzymatischen Bildung von Aromavorläufern kann auch bei niedrigen
pH-Werten, d. h. bei pH-Werten von 4,5 oder niedriger, vorzugsweise
bei pH 4,1 bis 3,4, in den Kakaonibs erreicht werden. Zu diesem
Zweck werden die Kakaobohnen mit einer wäßrigen Säurelösung, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur,
behandelt. Im Prinzip können
sowohl anorganische wie auch organische Säuren verwendet werden, wobei eine
Präferenz
für amphiphile
Säuren
besteht. Bei Auswahl der Säuren
sollte berücksichtigt
werden, daß sie das
Aroma der Kakaobohnen nicht beeinträchtigen sollten, aber leicht
in die Kakaonibs eindringen sollten. Kurzkettige aliphatische Monocarbonsäuren und
insbesondere Essigsäure
haben sich als speziell geeignet erwiesen.
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Um
den pH in den Kakaobohnen durch Inkubation in Säurelösung schnell zu ändern, sind
sowohl die Säurekonzentration
im Medium als auch das Mengenverhältnis der Säure im Medium zu den Kakaobohnen wichtig.
Die Säurekonzentration
sollte während
einer Absorption der Säure
in die Kakaobohnen nicht kritisch abfallen und die einzelnen Kakaobohnen
sollten in freiem Kontakt mit dem Medium sein. Zu diesem Zweck wird
vorzugsweise eine mindestens eine 0,1-molare (M) Säurelösung als
Medium verwendet und eine Verwendung einer 0,2 bis 0,285 M Säurelösung ist
besonders geeignet. Das Mengenverhältnis von Kakaobohnen (Gramm
Trockensubstanz) zum Volumen des Mediums (ml) sollte vorzugsweise
1 : 3, bevorzugter 1 : 5 oder mehr sein. Die Säureabsorption durch Kakaobohnen
kann durch Maßnahmen
begünstigt
werden, die das freie Volumen des Mediums um einzelne Bohnen erhöhen oder
indem die Kakaobohnen und/oder das Medium bewegt werden.
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Wenn
amphiphile Säuren
verwendet werden, sollte die Behandlungstemperatur mindestens 20°C sein. Die
Behandlungsdauer sollte auch ausreichend sein, um eine vollständige Säurepenetration
der Kakaobohnen zu erreichen. Zu diesem Zweck haben 40 Stunden oder
mehr, vorzugsweise 60 Stunden als besonders effektiv erwiesen.
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Für besonders
gute Resultate wurden unter Verwendung von amphiphilen Säuren und
ganz besondere von Essigsäure
erreicht. Es wird angenommen, daß Essigsäure besonders geeignet ist,
da sie infolge ihrer hydrophoben Eigen schaften die stark fetthaltigen
Komponenten in den Kakaobohnen durchdringen kann und biologische
Membranen durchdringen kann, wenn die Konzentration ausreichend
ist.
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Als
Medium sollte vorzugsweise verdünnte
Essigsäure
oder ein Essigsäurepuffer
verwendet werden. Dieser Ansatz hat den Vorteil, daß, wenn
die Konzentration im umgebenden Medium ausreichend ist, die Essigsäure in einem
steilen Konzentrationsgradienten progressiv das Nibgewebe von der
Außenseite
durchdringt und daß sich
der pH-Wert während
des Durchgehens der Säure
durch die Zellen rasch von Werten von mehr als 6,0 auf Werte von
kleiner als 4,5 ändert.
Als Resultat werden die enzymatischen Reaktionen, die im pH-Bereich
von etwa 6,0 bis 4,5 unter Bildung von Aromavorläufern ablaufen, besonders effektiv
unterdrückt.
Obgleich Proteolysen auch bei pH-Werten
von unter 4,5 ablaufen, führen
sie nicht zur Bildung von Aromavorläufern.
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Ein
besonderer Vorteil ist der, daß die
Essigsäure,
die in das Gewebe eindringt, die Zerstörung der vitalen subzellulären Struktur
bewirkt, mit dem Resultat, daß dieses
Verfahren auch bei Temperaturen von 40°C oder darunter fortschreitet.
Eine Behandlung mit Essigsäurelösungen kann
daher bei Temperaturen zwischen 20°C bis über 60°C mit besonderer Präferenz für eine Behandlung
bei 50°C über einen
Zeitraum von 60 Stunden durchgeführt
werden.
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Auch
im Fall einer Behandlung zur Zerstörung der subzellulären Strukturen
bei niedrigen pH-Werten, d. h. insbesondere bei pH-Werten von 4,5
oder weniger, ist es vorteilhaft, Sauerstoff soweit als möglich auszuschließen, um
unerwünschten
mikrobielle Metabolismen zu vermeiden. Das Arbeiten läuft daher
geeigneterweise in einer Atmosphäre
mit niedrigem Sauerstoffgehalt oder in einer sauerstofffreien Atmosphäre ab, die z.
B. aus Stickstoff und/oder einem Edelgas besteht. Nach Säurebehandlung
wird die Säure,
die in die Kakaobohnen diffundiert ist, in großem Umfang entfernt. Zu diesem
Zweck werden die Kakaobohnen von dem Säuremedium abgetrennt und mit
Wasser gewaschen. Die Säure
wird dann auf verschiedenen Wegen aus den Kakaonibs extrahiert.
Die kann zum Beispiel durch Eintauchen der Kakaobohnen in Wasser,
in welches die Säure
aus den Kakaobohnen diffundiert, erfolgen. Das Wasser wird mehrmals
gewechselt, um die Säurekonzentration
niedrig zu halten. Alternativ wird reines Wasser durch die Kakaobohnencharge
perlen gelassen. In beiden Fällen
kann die Säure
innerhalb von 48 Stunden oder weniger zu einem solchen Ausmaß aus den
Kakaobohnen extrahiert werden, daß der pH der Kakaonibs 4,9
oder mehr ist. Diese Behandlung zur Entsäuerung der Bohnen sollte ebenfalls
vorzugsweise unter Luftausschluß erfolgen.
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Wenn
Essigsäure
oder eine andere flüchtige
Säure zur
Säurebehandlung
verwendet wird, kann die Säure
auch durch Destillation, vorzugsweise im Vakuum, entfernt werden.
Zu diesem Zweck werden die Kakaobohnen vorzugsweise von Schalen
befreit, die Kakaonibs werden gemahlen und dann mit Wasser, zum Beispiel
in einem Volumenverhältnis
von Kakao zu Wasser von 1 : 1 oder mehr vermischt. Dieses Gemisch macht
dann eine wiederholte Destillation oder sogar Dampfdestillation
durch, bis der pH des Kakaos den gewünschten Wert von 4,9 oder mehr
erreicht hat.
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Das
Ziel der Entsäuerungsbehandlung
ist es, den pH der Kakaonibs auf einen Wert zu erhöhen, bei dem
die Enzym-katalysierte Oxidation der Polyhydroxyphenole beschleunigt
wird. Mit anderen Worten, nach einer Entsorgungsbehandlung sollte
der pH der Kakaonibs im allgemeinen im Bereich von 4,5 oder mehr,
insbesondere 4,9 oder mehr mit besonderer Präferenz für den Bereich von 5,0 oder
mehr liegen.
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Es
sollte auch erwähnt
werden, daß die
Kakaobohnen auch in Wasser oder mit Wasser perkuliert werden können, wenn
die Zerstörung
der subzellulären
Strukturen bei einem höheren
pH, d. h. bei einem pH von 6 oder mehr erfolgt.
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Nach
einer Behandlung zum Aufbrechen der subzellulären Strukturen der Kakaobohnen
werden die Kakaobohnen oder die zerkleinerten Kakaonibs, die im
Fall einer Entsäuerung
durch Destillation erhalten werden, einer Behandlung zur Oxidation
der Polyhydroxyphenole durch Sauerstoff unterzogen. Diese Oxidationsbehandlung
bewirkt einerseits eine Änderung
der Farbe (Bräunung)
und andererseits ein Oxidation und Polymerisation der Polyhydroxyphenole,
welche die Astringenz verursachen. Als Resultat wird ein Kakaoprodukt mit
zumindest nur geringen adstringierenden Noten erreicht.
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Eine
Oxidation erfolgt, indem der Kakao mit einem Gas in Kontakt gebracht
wird, das Sauerstoff enthält,
z. B. mit Luft. Die ganzen Kakaobohnen, die noch Wasser enthalten,
oder die Kakaonibs, die durch Schälen der Kakaobohnen erhalten
wurden, können
zu diesem Zweck verwendet werden. Die Kakaobohnen oder Kakaonibs
werden vorzugsweise in zerkleinerter oder vermahlener Form eingesetzt,
um eine Sauerstoffabsorption zu beschleunigen.
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Um
eine möglichst
vollständige
Oxidation zu erreichen, sollte die Oxidationsbehandlung vorzugsweise bei
einem pH in dem Nibs von 4,5 oder mehr durchgeführt werden, wobei pH-Werte
von etwa 5,0 bis 6,0 in der Praxis besonders vorteilhaft sind, da
eine Oxidation der Polyhydroxyphenole sogar noch schneller fortschreitet,
wenn der pH ansteigt. Dies liegt einerseits in der Tatsache begründet, daß die Enzyme,
die eine Oxidation der Polyhydroxyphenole unterstützen, ihr
Aktivitätsmaximum
bei etwa pH 96,5 erreichen, und basiert andererseits auf der Tatsache,
daß oberhalb
von pH 7 die Polyhydroxyphenole auch ohne enzymatische Unterstützung schnell
oxidiert werden können.
Um die Oxidation zu beschleunigen und zu vervollständigen,
kann auch Polyphenoloxidase zugesetzt werden.
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Eine
Oxidation wird geeigneterweise so durchgeführt, daß mit Wasser gesättigte Luft
z. B. über
zerkleinert Kakaonibs in einer dünnen
Schicht geführt
wird oder indem zerkleinerte Nibs wiederholt oder kontinuierlich
gemischt werden. Die notwendige Behandlungszeit hängt vom
Feuchtigkeitsgehalt im Kakao und von seiner Temperatur ab. Die Behandlungszeit
kann durch Veränderung
der Lufttemperatur und der Feuchtigkeit im Kakao variiert werden.
Der Endpunkt kann in einfacher Weise durch Überwachung der erreichten Bräunung oder über Bestimmung
des Restgehalts an mono-, di- und oligomeren Polyhydroxyphenolen
bestimmt werden.
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Temperaturen
von 60°C
oder weniger im Material sind bevorzugt, wobei Temperaturen über Raumtemperatur,
d. h. von 20°C
und in diesem besonderen Fall von 30°C bis 45°C besonders bevorzugt sind.
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Kürzere Behandlungszeiträume bei
erhöhter
Temperatur sind im Prinzip vorteilhaft, da sie nicht nur den Prozeß insgesamt
verkürzen,
sondern auch unerwünschte
mikrobielle Reaktionen verhindern. Im Fall einer enzymatischen Bräunung durch
die Polyphenyloxidase, die im Material vorliegt, muß ihre Inaktivierung
als Resultat übermäßig hoher
Temperaturen dennoch berücksichtigt
werden.
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Der
auf diese Weise erhaltene geschmacksarme Kakao wird dann getrocknet
und von Schalen befreit, vermahlen und in herkömmlicher Weise zu den entsprechenden
Kakaoprodukten verarbeitet. Wie zu Beginn erwähnt wurde, ist der geschmacksarme
Kakao gemäß der vorliegenden
Erfindung für
die Schokoladenherstellung besonders geeignet, da er als Ersatzstoff
für eine
Kakaobutter unverzüglich
in Schokoladenprodukte verarbeitet werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde nun detaillierter anhand von Beispielen
erläutert.
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Beispiel 1
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Samen
aus reifen Hülsen
bzw. Früchten
wurden mechanisch von Fruchtfleisch befreit, wobei sterilisierte
Cellulose verwendet wurde; dann wurden die Kakaobohnen (700 g) für 38 Stunden
bei 40°C
in sterilisiertem Wasser (100 g/280 ml) in Stickstoffatmosphäre inkubiert.
Der pH der homogenisierten Cotylodenen war danach 6,7. Die Kakaobohnen
wurden aus dem Inkubationswasser abgetrennt, mit sterilisiertem
Wasser gewaschen und in sterilisiertem Wasser (100 g/280 ml) zum
Aufbrechen subzellulärer
Struktur für
eine Stunde bei 60°C
und für
20 Stunden bei 55°C
in Stickstoffatmosphäre
inkubiert. Der pH der homogenisierten Cotylodonen war danach 6,3.
Nach Abtrennung vom Inkubationswasser wurden die Kakaobohnen geschält, die
Nibs vermahlen, die Masse mit Wasser (100 g/200 ml) vermischt und
in einem Rotationsverdampfer konzentriert. Die resultierende nasse
Masse wurde zum Zweck einer Oxidation der Polyhydroxyphenole in
einer dünnen Schicht
im Rotationsverdampfer unter einem konstanten Strom aus mit Wasser
gesättigter
Luft für
5 Stunden bei 40°C
in der Masse behandelt. Die Masse wurde dann im Luftstrom bei 40°C getrocknet.
Die erhaltene Masse wurde dann von geübten Testpersonen geschmeckt,
wobei festgestellt wurde, daß die
Masse lediglich einen geringen Kakaogeschmack mit gleichzeitig geringen
adstringierenden und bitteren Noten aufwies.
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Beispiel 2
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Der
gewählte
Ansatz war dem in Beispiel 1 ähnlich,
mit dem Unterschied, daß nicht-fermentierte,
getrocknete Kakaobohnen (550 g) als Ausgangsmaterial verwendet wurden.
Zu diesem Zweck wurden Samen reifer Hülsen mechanisch von Fruchtfleisch
befreit, wobei sterilisierte Cellulose verwendet wurde, dann wurde bei
40°C getrocknet.
Die getrockneten Kakaobohnen wurden zum Zweck des Aufquellens für 48 Stunden
bei 40°C
in sterilisiertem Wasser in Stickstoffatmosphäre (100 g/360 ml) inkubiert.
Der pH der homogenisierten Kotyledonen war danach 6,6. Die Kakaobohnen
wurden dann mit sterilisiertem Wasser gewaschen und zum Zweck des
Aufbrechens subzellulärer
Strukturen eine Stunde bei 60°C
und dann für
17 Stunden bei 55°C
in sterilisiertem Wasser (100 g/360 ml) in Stickstoffatmosphäre inkubiert.
Der pH der homogenisierten Kotyledonen war danach 6,5. Nach Abtrennen
vom Inkubationswasser wurden die Kakaobohnen geschält, die
Nibs vermahlen, die Masse mit Wasser gemischt (100 g/200 ml) und
im Rotationsverdampfer konzentriert. Die resultierende nasse Masse
wurde zum Zweck der Oxidation der Polyhydroxyphenole in einer dünnen Schicht
im Rotationsverdampfer unter einem konstanten Strom mit Wasser gesättigter
Luft 5 Stunden lang bei 40°C
in der Masse behandelt. Die Masse wurde dann im Luftstrom bei 40°C getrocknet.
In sensorischer Hinsicht unterschied sich die erhaltene Kakaomasse
nicht von der gemäß Beispiel
1.
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Beispiel 3
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Die
Kakaosamen (1100 g, entsprechend 550 Kakaobohnen) wurden direkt
aus frischen reifen Hülsen unter
aseptischen Bedingungen entfernt und mit sterilisiertem Wasser gewaschen.
Sie wurden dann für
eine Stunde bei 23°C,
anschließend
27 Stunden bei 40°C
in Stickstoffatmosphäre
in 1,5 1 sterilisiertem Medium (NaOH/Citratpuffer, 35 mM, pH 5,5)
in Gegenwart von 0,2% Pectinase (hergestellt aus Schimmel) inkubiert. Der
pH der homogenisierten Kotyledonen war danach 6,3. Nach Entfernung
des Mediums und waschen in sterilisiertem Wasser wurden die Kakaobohnen
in 1,5 1 sterilisierter wäßriger Essigsäure-Lösung (0,2
M) für
66 Stunden bei 50°C
in Stickstoffatmosphäre
inkubiert. Der pH der homogenisierten Kotyledonen war danach 4,0. Die
Kakaobohnen wurden danach wiederholt mit Wasser gewaschen, bis der
pH der Masse 4,7 war, danach geschält und vermahlen. Die Masse
wurde mit Wasser (200 ml/100 g Masse) vermischt und das Wasser wurde in
einem Rotationsverdampfer bei 40°C
abgetrieben. Die resultierende nasse Masse wurde zur Oxidation der Polyhydroxyphenole
in einer dünnen
Schicht im Rotationsverdampfer unter einem konstanten Luftstrom,
der mit Wasser gesättigt
war, für
5 Stunden bei 40°C
behandelt. Die Masse wurde dann im Luftstrom bei 40°C getrocknet.
Die auf diese Weise erhaltene Masse wurde von erfahrenen Testpersonen
abgeschmeckt, wodurch festgestellt wurde, daß die Masse nur einen geringen
Kakaogeschmack mit gleichzeitig geringen adstringierenden und bitteren
Noten aufwies.
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Beispiel 4
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Basierend
auf den folgenden Rezepturen wurde Milchschokolade in herkömmlicher
Weise produziert.
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Beim
Testen durch erfahrene sensorische Prüfer wurde keine signifikante
Differenz zwischen der Probe und der Referenz festgestellt, allerdings
wurde ein deutlicher Unterschied zwischen Probe 1 und 2 festgestellt,
wobei Probe 2 ein deutlich höheres
Kakaoaroma hat.
