FI94014C - Menetelmä kaakaoperustaisen dieettikaakaoravintoaineen valmistamiseksi - Google Patents

Description

94014

Menetelmä kaakaoperustäisen dieettikaakaoravintoaineen valmistamiseksi 5 Keksintö koskee menetelmää kaakaoperustaisen dieetti-kaakaoravintokuidun valmistamiseksi.

Viime aikoina on osoitettu ravintokuitujen ruokavalioon liittyvälle merkitykselle suurta huomiota. Ravintokui-10 dut kuvataan yleisesti sulamattomien hiilihydraattien ja ravinnon hiilihydraattikomponenttien, selluloosa, ligniini, hemiselluloosat, pentosaanit, kumi ja pektii-nit mukaanlukien, summana. Määrä vaihtelee tietyssä elintarvikkeessa riippuen tutkimuksen analyyttisestä 15 menetelmästä. Resistentit tärkkelykset, polyfenolit ja tanniinit voivat kuulua mukaan. Analyysiin käytettiin keksinnön kohteen yhteydessä AOAC-menetelmää. Ravintokuiduilla on erittäin alhainen kaloripitoisuus (n. 1 kcal/g). Tämä riippuu osittain siitä, fermentoidaanko 20 se osittain paksusuolessa.

Kaakaoravintokuidut ovat etupäässä liukenemattomia ravintokuituja. On tunnettua, että tuokavalio, jossa on runsaasti liukenemattomia ravintokuituja, osoittaa jou-25 kon positiivisia fysiologisia vaikutuksia, etenkin saa-; vutetaan suolen läpikulkuajan ja ulostustiheyden koho aminen. Ravintokuidut ovat sen lisäksi täyttäviä, mikä tarkoittaa, että ne antavat, kun niitä on syöty, täyteläisyyden tai kylläiseksi tulemisen tunteen ilman lisä-30 kaloreita.

c · · • Ravintoaineet, kuten esim. hedelmät ja vihannekset, ovat luonnollisia ravintokuitujen lähteitä. Ravintokuitujen kulutus on vuosisadan vaihteen jälkeen voimak-35 kaasti vähentynyt kehittyneissä maissa. Väitetään, että joukko sairauksien puhkeamisia, etenkin umpipussin, verenkiertosairauksien, paksusuolisyövän ja sokeritau- r * din puhkeaminen, on käänteisessä suhteessa ravintokui- 2 94014 dun kulutukseen. Suurelle yleisölle suositellaan kohtuullista ravintokuidun kulutuksen lisäystä.

Suklaamakeiset toimivat niukkana ravintokuitujen läh-5 teenä ja etenkin ravintotieteilijät ja lääketieteili-jät ottavat huomioon kuitujen rikastamisen. Tässä on epäilemättä teknologiset rajat, koska puhdistetulla luonnon kuidulla on usein negatiivinen vaikutus tietyn elintarvikkeen makuun, näköön ja koostumukseen.

10

Nyt on kuitenkin osoitettu, että puhdistettu kaakaora-vintokuitu toimii sopivana aineosana suklaamakeisten rikastamisessa. Puhdistettuja kaakaoravintokuituja voidaan käyttää näissä tuotteissa merkittävissä määrin.

15 Puhdistetun kaakaoravintokuidun käyttö vähentää sen mukaan myös tuotteen kalorisisältöä.

Ponnistukset ravintokuitujen tuomiseksi suklaaseen rajoittuvat maassa lainsäätäjien asettamiin rajoihin.

20 Saksan liittotasavallassa on suklaan kokoonpano vahvistettu niin sanotussa kaakaoasetuksessa. Siinä on sallitut aineosat ja lisäaineet ankarasti rajoitettu.

Myöskään "kaakaon omien" kuituaineiden, jotka ovat peräisin kaakaon kuoresta, sekoitus ei ole sallittua.

25

Kaakaokuitujen saanti kaakaonkuorista on tunnettu esi-:v merkiksi EP-68 229:stä. Sen mukaan tehdään kaakaopapu jen kuorille märkäpuhdistus, kuivaus ja jauhatus. Hienoksi jauhettu lopputuote on tarkoitettu lisättäväksi 30 elintarvike- ja nautintoaineisiin sulavuutta lisäävien ominaisuuksien lisäämiseksi.

• · • «

Kaakaonkuorien käyttämistä vastaan elintarvikkeiden ravintokuitupitoisuuden kohottamisessa ovat kokemukset 35 kaakaonkuorista eläinrehussa (eläimissä esiintyi sairastumia) samoin kuin lainsäädännölliset määräykset monissa maissa.

• · « 3 94014

Kaakaon jalostus vilja-aineiden kanssa ravintokuitujen kantajaksi suklaan kaltaisiin makeisiin on tunnettua.

Näin on esim. CH-PS 646 842:ssa kuvattu kaakaopohjäinen tuote, joka valmistetaan pääasiassa leseistä (ravinto-5 kuitujen lähde) ja kaakaojauheesta. Sen kaltaisia tuotteita ei voida niiden elimistöön vaikuttavien ominaisuuksien perusteella ja mahdollisesti olemassa olevien lainsäädännöllisten määräysten perusteella pitää puhtaana suklaana varsinaisessa merkityksessä.

10

Tavallista kaupallista laatua oleva suklaa osoittaa reseptuurinsa perusteella erittäin pientä kaakaoravin-tokuitumäärää, suuruusluokkaa 1-2 paino-%, joka on peräisin kaakaomassasta. Kohottamalla tämän kaakaon oman 15 ravintokuidun pitoisuutta olisi sellaisen suklaan, jossa on runsaasti ravintokuituja, ja joka vastaisi myös lainsäädännöllisiä määräyksiä, valmistaminen ajateltavissa. Mainittujen ravintokuitujen rikastaminen on epäilemättä tähän saakka ratkaisematon ongelma.

20 Tämän keksinnön tehtävä onkin nyt saada aikaan menetelmä hyvin kaakaoravintokuitupitoisen materiaalin puhdistamiseksi, jolloin tämä materiaali on sopivaa ravinto-kuiturikastetun suklaÄn, makeisten ja kaakaojuomien 25 valmistamisessa.

» · · • · Tämä tehtävä ratkaistaan yllättäen yksinkertaisella tavalla patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien avulla.

Sen mukaan toimii kaakaojauhe lähtömateriaalina ravin-30 tokuiturikkaan materiaalin saamiseksi. Kaakaojauheelle tehdään entsymaattinen käsittely sen sisältävän tärkkelyksen hajottamiseksi. Saadut hajoamistuotteet poiste-. . taan ja jäljelle jääneelle ravintokuiturikkaalle kaaka- omateriaalille tehdään puhdistamista varten pesu, ero-35 tus ja kuivaus. Entsymaattinen käsittely suoritetaan ensi sijassa α-amylaasilla. Patenttivaatimuksessa 3 olevan tunnusmerkin mukaan on erittäin edullista suspendoida kaakaojauhe ennen entsymaattista käsittelyä • · · liuotinaineeseen. Liuotinaine valitaan edullisesti si- 94014 4 ten, että tärkkelyshajoamistuotteet ovat siihen liukoisia ja voidaan erottaa helposti liukoisessa muodossa liukenemattomasta ravintokuiturikkaasta materiaalista. Erittäin sopiviksi liuotinaineiksi osoittautuivat vesi 5 ja etanoli. Niitä voidaan käyttää aina yksin tai seoksena. Suspension muodostuessa menevät kaakaojauheessa vähäisessä määrin olevat liukoiset komponentit liuotinaineeseen. Lisäksi menevät liukoiset aineet, jotka muodostuvat tärkkelyshydrolyysin aikana, samoin liuotinai-10 nefaasiin. Entsymaattinen hydrolyysi, jossa käytetään a-amylaaeia, on kohdistettu kaakaojauheessa olevaan tärkkelykseen. Tärkkelys pilkotaan glukoosia sisältäviksi sokeriyksiköiksi, jotka ovat liukoisia veteen ja vesi/alkoholi-seokseen. Käytetyn kaakaojauheen rasvapi-15 toisuus on kriittinen menetelmän onnistuneelle kululle.

Sen ei pitäisi ensi sijassa ylittää 20 paino-%.

Periaatteessa on keksinnön mukainen menetelmä myös öl-jykakuille käytettävissä, öljykakku valmistetaan perin-20 teisen kaakaoteknologian mukaan. Esimerkiksi kaakaopavut puhdistetaan, kuoren poistamiseksi kuoritaan, paahdetaan ja rikotaan (tätä materiaalia sanotaan "kaakao-rouheeksi"), sen jälkeen jauhetaan partikkelikokoon, joka on suuruusluokkaa 50 mikronia läpimitaltaan (tätä 25 materiaalia sanotaan kaakap-likööriksi) ja lopuksi kaakaovoi uutetaan osittain, öljykakku sisältää vähintään * · · ! l 8 % kaakaovoirasvaa. Kaakaoliköörin korkealla rasvapi toisuudella voi olla haitallinen vaikutus entsy-maattiseen hydrolyysiin. Käytettäessä kaakaojauhetta 30 olennaisena etuna verrattuna öljykakkuun nähdään kaakao jauheen olennaisesti pienempi hiukkaskoko. a-amylaa-sin tarttuminen helpottuu kaakaojauheen pieniin hiuk-kasiin. Tämä tosiasia on lienee pääsyynä siihen, että saavutettiin erittäin edullisia tuloksia käyttämällä 35 menetelmää kaakaojauheeseen.

Tavallisesti käytetään tavallista kaupallista laatua olevassa kaakaojauheessa 10-20 % rasvapitoisuutta.

• · I

« t 94014 5

Edullisempi kaakaojauhe on kuitenkin sellainen, jonka rasvapitoisuus on vähemmän kuin 10 %.

Keksinnön mukaisen menetelmän läpiviemiseksi valmiste-5 taan ensi sijassa suspensio, jossa on 10-30 paino-% kaakaojauhetta vedessä ja/tai etanoli-vesi-eeoksessa.

Tämän suspension pH-arvo on kaakaojauheen laadun mukaan erilainen (emäksiseksi tehty tai ei-emäksiseksi tehty) ja säädetään hapolla tai emäksellä arvoon 5,5-8,0. pH:n 10 säätöön käytettyjen happojen ja emästen täytyy olla sopivia niiden laadun ja elintarvikkeisiin sopivuuden suhteen. Edullisesti käytetään esim. kaliumhydroksidia, natriumhydroksidia, kalsiumhydroksidia, fosforihappoa ja sitruunahappoa.

15 Lämpöresistentti a-amylaasi lisätään tavallista kaupallista laatua olevana laatuna yhdessä entsyymistabiili-saattorin kanssa kaakaojauhesuspensioon liuotinaineen kanssa. Suspensiota pidetään reaktion (pilkkominen) 20 aikana korotetussa lämpötilassa (20°C-90°C). Reaktioaika on 30 min:sta 5 tuntiin. Käsittelymenetelmän kesto riippuu kulloisestakin menetelmäjärjestelyistä. Jos kyseessä olevat järjestelyt on tehty suuremmalle määrälle ja alhaisemmalle lämpötilalle, seurauksena ovat 25 pidemmät käsittelyajat. Korkeammissa lämpötiloissa voidaan käsittelyaika pitää lyhyempänä.

C ( « i α-amylaasin konsentraatio suspensiossa valitaan niin, että se riippuu toivotusta reaktioajasta. Yleisesti on 30 voimassa, että alemmalla konsentraatiolla on välttämätön pidempi hydrolyysiaika. Edulliseksi osottautui a-. amylaasiliuoksen käyttö, jonka aktiivisuus oli 60 kilo- :*· yksikköä (KNU)/g, 0,1-1,5 %:n konsentraatioina, jotka oli sovitettu käytettyyn kaakaojauheeseen.

35 1 KNU:ksi merkitään sitä entsyymimäärää, joka hajottaa 5,26 g tärkkelystä (Merck, Amylum solubile ERG B 6) . . tuntia kohti seuraavassa seoksessa: / t 6 94014

Substraatti: liukoinen tärkkelys (Ca3·*·) : 0/0043 H

Reaktioaika : 7-20 min

Lämpötila : 37°C

5 pH-arvo : 5,6

Reaktioajan jälkeen oleva huuhtominen tehdään joko pai-nesuodatuksella käyttämällä klassista painesuodatusjärjestelmää tai jatkuvaa sentrifugaatiota, käyttämällä 10 esimerkiksi horisontaalista sentrifugia. Jäljelle jäänyt kiinteä fraktio pestään kiinni tarttuneen liukoisen aineen poistamiseksi. Pesuliuotinaine valitaan ryhmästä, johon kuuluvat vesi, etanoli, metanoli ja asetoni.

15 Pesty kiinteä jäännös (solid cake) kuivataan. Tällöin työskennellään ensi sijassa alennetussa paineessa ja lämpötiloissa 30°C-110°C. Kuivatun kiinteän jäännöksen kokoonpano vaihtelee, riippuen lähtömateriaaliksi valitusta kaakaojauheesta ja koeolosuhteista, kuten pilkko-20 misajasta, pesumenetelmistä ja pesunesteistä seuraavis-sa annetuissa rajoissa:

Ravintokuitu 35-75 paino-%

Denaturoitu proteiini 15-27 paino-% 25 Tuhka 2,5-9,1 paino-% • c * Loppu "solid cake:stä" on sulavaa materiaalia AOAC-ruo- kavaliokuituanalyysimenetelmän mukaan.

30 Seuraavassa valaistaan esillä olevaa keksintöä lähemmin esimerkein:

Esimerkki 1 15 kg kaakaojauhetta (rasvapitoisuus: 10-12 paino-%) 35 suspendoidaan 135 kg:aan vettä. Seosta sekoitetaan voimakkaasti. Sitten seuraa 90 g kalsiumhydroksidin ja 150 g lämpöresistentin α-amylaasiliuoksen lisäys. Suspensio kuumennetaan 90°C:een siten, että ei ylitetä lämpötila-nousua 2°C minuuttia kohti. 90°C:n reaktiolämpötilaa 7 94014 pidetään yllä tunti. Tämän pilkkomisajan jälkeen jäähdytetään suspensio 70°C:een. Kiinteät aineet ja neste erotetaan painesuodatuksen avulla (3 baarin ero). Kiinteä fraktio suspendoidaan 60 kg:aan asetonia, erotus 5 tapahtuu samoin järjestelyin kuin edellä kuvattiin.

Jäljelle jäänyt kiinteä aine kuivataan nyt tyhjössä 40°C:ssa. Lopputuote on ravintokuiturikas kaakaomateri-aali, jolla on seuraava koostumus: 10 5,49 kg ravintokuitua 2,43 kg ei-entsymaattisesti pilkottavaa proteiinia 0,81 kg tuhkaa 15 Tämä ravintokuiturikas kaakaomateriaali on sopiva erilaisten ravintokuiturikkaiden suklaalajien (esim. tumma suklaa ja etenkin muotoiltu suklaa ja kuormitussuklaa) valmistamiseen. Sitä voidaan käyttää myös kaakaojuomiin, suklaatankoihin, suklaalevitteeseen ja leivonnai-20 siin.

Esimerkki 2

Menetelmä vastaa esimerkissä 1 kuvattua menetelmää, mutta lähtöaineena käytetään öljykakkua. Saatu loppu-25 tuote vastaa esimerkissä 1 kuvattua lopputuotetta koostumuksensa suhteen ja sitä käytetään samojen tuotteiden * * valmistamiseen.

Esimerkki 3 30 5 kg ei-emäksiseksi tehtyä kaakaojauhetta suspendoidaan liuokseen, jossa on 19,75 kg etanolia ja 5,25 kg vettä. Lisätään 31,5 g ka1siumhydroksidia, a-amylaasi ja vas-. taava stabilisaattori lisätään entsyymin valmistajan suosituksen mukaisesti.

35

Huuhtelulämpötila nostetaan 45°C:een ja pidetään 5 h vakiona, jolloin sekoitetaan voimakkaasti. Sen jälkeen seuraa erotus suodattamalla 1 ilmakehän suodatuspai-neessa.

94ϋΊ 4 8 Tämä kiinteä fraktio kuivataan sitten 103°C:ssa. Kaa-kaomateriaali, jossa on runsaasti ravinnon sulamattomia osia, jauhetaan ja käytetään esimerkeissä 1 ja 2 mainittujen tuotteiden valmistamiseen.

5

Keksinnön mukaisesti kaakaosta saadun ravintokuiturik-kaan materiaalin käyttö ravintokuiduilla rikastetun suklaan tai suklaapitoisten tuotteiden valmistamiseen kuvataan tyypillisesti seuraavassa.

10

Esimerkki 4

Ravintokuiturikas maitosuklaa

Valmistetaan seos 15 kg:sta keksinnön mukaisesti val-15 mistettua kuivaa kaakaoravintokuiturikasta materiaalia (esim. esimerkin 1 mukaisesti valmistettua), jossa on 7,9 g kaakaolikööriä, 25,3 kg kaakaovoita, 50,3 kg valkoista sokeria, 25 kg täysmaitojauhetta, 17,5 kg rasvatonta maitojauhetta ja 0,15 kg lesitiiniä. Tätä seosta 20 vaivataan käyttämällä shear-mixeriä ja muokataan sitten 5-sylinterisessä jauhimessa.

Saatu hieno jauhe siirretään Suchard-Conch'iin ja käsitellään sitten kuin perinteistä suklaata. Ravintokuitu-25 rikkaan maitosuklaan täydellinen nesteytyminen saavute- • ; ! taan lisäämällä 8,9 kg kaakaovoita ja 0,4 kg lesitiiniä suklaanvalmistuksen aikana.

Saatu nestemäinen ravintokuiturikas maitosuklaa saate-30 taan oikeaan lämpötilaan ja muotoillaan normaalin suklaan järjestelyin.

Lopputuotteena saatu ravintokuiturikas maitosuklaa on maultaan ja ominaisuuksiltaan hyvin miellyttävä. Sen 35 väri on olennaisesti tummempaa kuin normaalin maitosuklaan, maultaan se muistuttaa tummaa suklaata.

I. · t k · 9 4 U Ί 4 9

Esimerkki 5

Ravintokuiturikas suklaatanko 5 Shear-mixerissä sekoitetaan 22,7 kg keksinnön mukaisesti valmistettua ravintokuiturikasta kaakaomateriaalia 0,22 kg:n kanssa lesitiiniä ja 13,1 kg:n kanssa maitorasvaa. Tätä seosta käsitellään 3-sylinterisessä jauhi-messa.

10

Saatu jauhe vaivataan shear-mixerissä 7,3 kg:n kanssa kaakaojauhetta (10-20 paino-% rasvaa), 31,8 kg:n kanssa hienoa sokeria, 25,1 kg:n kanssa rasvaa ja aromiaineita .

15

Saadun nestemäisen massan, jolla on suuri kaakaokuitu-pitoisuus, alle nostetaan 11 kg riisihiutaleita ja 21,4 kg maissihiutaleita. Hauras ravintokuiturikas massa muotoillaan sitten pieneksi tangoksi 5,7 kg vohvelin 20 päälle. Tangot jäähdytetään massan jähmettämiseksi ja sitten päällystetään osittain 20,25 kg:11a tummaa kuor-rutussuklaata.

Lopputuote on 20 g:n tanko, jossa on runsaasti luonnol-25 lisiä kaakaoravintokuituja.

Esimerkki 6

Pikakaakaojuoma, jossa on runsaasti luonnollisia kaakaoravintokuitu j a 30

Sekoitetaan 5 kg ravintokuiturikasta, keksinnön mukaisesti saatua materiaalia paloina 10 kg:n kanssa lesi-tiinipitoista kaakaojauhetta (10-12 paino-% rasvaa) ja 35 kg:n kanssa hienoa sokeria.

Kuiva seos agglomeroidaan samalla kun jauhetta ruiskutetaan höyryvirtaan agglomeraation standardiolosuhtei-den mukaan.

35 ♦ 9 4 ϋ 1 4 10

Lopputuote on ravintokuiturikas pikakaakaojuoma, jolla on miellyttävä maku ja joka eroaa normaalista pikakaa-kaojuomasta ainoastaan hieman tummemman värin takia.

r · c « • 4.

il

Claims (11)

1. Menetelmä kaakaoperustaisen dieettikaakaoravinto-kuidun valmistamiseksi ja käytettäväksi suklaatuotteen täyteaineena, tunnettu siitä, että se käsittää seuraa- 5 vat vaiheet: a) lähtöaineena käytetään vähärasvaista kaakaojauhetta, jonka rasvapitoisuus on erityisesti enintään 20 %, 10 b) valmistetaan kaakaojauheen suspensio sopivaan liuot timeen, c) kaakaojauhesuspensio käsitellään entsymaattisesti sen sisältämän tärkkelyksen hajottamiseksi, jolloin 15 valitut entsyymikohtaiset reaktio-olosuhteet pH-arvon, lämpötilan ja reaktioajan suhteen ylläpidetään reaktio-ajan, joka on välillä 30 minuuttia ja 5 tuntia, d) tärkkelyksen hajoamisessa kertyvät tärkkelyksen 20 hajoamistuotteet erotetaan, • · < e) tällöin syntyvä kiinteä jäännös käytetään lisäksi pesu-, erotus- ja kuivausvaiheiden läpi runsaasti ravintokuitua sisältävän kaakaomateriaalin saamiseksi. 25

2. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu i · · siitä, että tärkkelyksen entsymaattinen hajottaminen suoritetaan a-amylaasin avulla.

3. Patenttivaatimuksen l tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kertyvät tärkkelyksen hajoamis-.“·· tuotteet liuotetaan liuottimeen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että suspensio sisältää kaakaojauhetta 10-30 paino-%. 94G'ι 4

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotin on vesi tai etanoli tai vesi-etanoli-seos.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että kaakaojauheen rasvapitoisuus on pienempi kuin 10 %.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetel-10 mä, tunnettu siitä, että suspension pH-arvo on välillä 5,5-8,0.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsymaattinen tärkkelyksen 15 hajottaminen suoritetaan lämpötilassa, joka on välillä 20°C-90°C.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesuvaihe toteutetaan käyttä- . 20 mällä vettä ja/tai asetonia. • · f

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotusvaihe tapahtuu painesuo-datuksella tai linkoamalla. 25

11. Runsaasti kaakaoravintokuitua sisältävän materiaalin, joka on puhdistettu jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukaisella menetelmällä, käyttö suklaan, makeisten tai kaakaojuomien valmistamiseksi. 30 · · >4u I 4