JP5820726B2 - カカオ豆を洗浄して、豆から得られるカカオ製品の品質を改善する方法 - Google Patents
カカオ豆を洗浄して、豆から得られるカカオ製品の品質を改善する方法 Download PDFInfo
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Description
以下の例示的な限定しない例は、本明細書中に提示される実施形態を更に説明するために提供される。当該技術分野の当業者はこれらの実施例の変形が発明の範囲内で可能であることを理解するであろう。
〈方法〉
未加工のカカオ豆はカリ溶液で予洗し、脱塩水で洗浄した。カリ溶液の濃度は0重量パーセントないし10重量パーセントで変化させた。温度は洗浄時に70℃であった。洗浄及びすすぎステップの後に、カカオ豆は焙焼し、脱殻し、ニブに破壊した。ニブは更に、カカオリカー、カカオ脂、及びカカオ粉末といった様々なカカオ製品に加工した。これらのカカオ製品は更に本明細書に記載のように分析した。
空気循環式の乾燥炉(Heraeus社、型番:T−5042)を用いて、予洗した豆を滅菌及び調製した。直接接触式の噴射焙焼炉(実験室規模の流動層乾燥炉/焙焼炉)を用いて、一定の空気圧及び温度での高温の乾燥空気によって密封したキャビンでカカオ豆を焙焼した。ほとんどの熱が加熱するキャビンに維持されるため、80℃ないし120℃の温度で製品を乾燥又は焙焼させることが可能であった。
コートジボワール産の1型の豆を100%用い、遊離脂肪酸の量の平均は1.7%であった。豆は貨物船から引き上げられ、N−liquorの生成用に工場で用いられた。予洗液は脱塩水において70℃で以下の重量パーセントで調製した:0重量パーセント(アルカリを添加せず、脱塩水のみ);1重量パーセント;5重量パーセント;及び10重量パーセント。
反応サイクルは以下のステップを具えた。
水中の懸濁液のpHは、標準的な産業上認容可能な方法によって測定した。豆、ニブ及び殻は含水量(又は、H2Oの割合)について分析したが、それは103℃で4時間乾燥時の質量の損失の割合であり、重量パーセント(重量%)として測定した。
豆の予洗後、殻の含水量は滅菌及び調製処理を開始する前であっても、ほぼ40重量パーセントないし55重量パーセントに増加した(表2参照)。調製後、殻の平均含水量は45重量パーセントであった。このように含水量が高いため、外部エネルギーが乾燥処理に要求され、殻の含水量は10%に低減する。噴射焙焼炉(流動層乾燥炉)を用いることによって、殻の含水量は120℃の焙焼温度で、30分で55重量パーセントから7.5重量パーセントに低減した。噴射焙焼炉の乾燥処理によって、低温かつ一定の空気圧でのマイラード反応のために、カカオリカーにおいて一般的な芳香族化合物を形成される可能性がある。乾燥処理後は、豆を脱殻することは、殻の含水量が少ない(12重量パーセント未満である)場合に容易になる。
〈分析〉
pH及び含水量(又は、重量パーセントで測定されるようなH2Oの割合)の分析は先の実施例に記載のように行われた(カカオリカーについては、Karl Fisher法が用いられた)。脂肪の量(脂肪の割合)は濃度測定法によって定量された。カカオリカーの湿性の篩残留物(75μ)は、開口部が75μm×75μmである篩を通過しない組成物の質量パーセントを測定することによって定量した。カカオリカーの湿性の篩残留物(125μ)は、開口部が125μm×125μmである篩を通過しない組成物の質量パーセントを測定することによって定量した。鉄、アルミニウム、及びケイ素のレベルはカカオリカーで定量した。
表3はN−liquor CS−1(洗浄せずにカカオ豆から加工したリカー)での基準値と比較した、異なる予洗条件でのカカオリカーの様々な特性を示す。基準と比較すると、金属の量は鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、及びケイ素(Si)については、標準加工のカカオよりも低かった。更に、有害な効果がpH、含水量、及び脂肪の量について見られなかった。
〈分析〉
低重合体のポリフェノールはHPLC法によって定量した。リカー由来の脂肪のない乾燥したカカオ粉末は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC、型番:Waters 6000)を用いて低重合体のポリフェノールの存在について分析した。HPLCは:a)5μ−C18型で、大きさ:250×4.60mmのHypersilカラム;b)オートサンプラー(型番:Waters 717 plus);c)フォトダイオードアレイ検出器(型番:Waters 996);及び、d)溶媒脱気装置(型番:Pio Lab SDU 2006);と連結した。
カカオ豆は実施例1に記載のように調製した。カリ溶液での予洗によって、カカオリカーのカカオ粉末から定量されるポリフェノールのレベルで明らかなように、カカオリカーにおけるポリフェノールは破壊されなかった。高レベルのポリフェノールが1重量パーセントないし5重量パーセントのカリ溶液で得られた(図1ないし4、及び表5参照)。カリ溶液は短時間では豆の殻と接触するのみであった。従って、溶液が殻を通り豆の核に浸透する可能性はほとんどない。ポリフェノールは豆の核に存在するが、殻にはないため、ポリフェノールがカリ溶液での予洗ステップ中に破壊される可能性はない。
〈分析〉
様々な芳香族化合物がガスクロマトグラフィ質量分析(GC−MS)によって定量された。
カカオ豆は実施例1に記載のように調製した。カカオリカー内の芳香族化合物はGC−MSで検出された。表6は様々な芳香族化合物のデータを提供する。予洗ステップはカカオリカーの芳香族化合物の一部に影響を及ぼした。図5Aないし5Fは、表6で「総ての試料の平均」と標識した列の数値と相対的なカカオリカーにおける芳香族化合物のレベルを示す。相対値は実際に定量した数値を取って、それを総ての試料の平均で除算することによって得た。
〈分析〉
それ自体としての、あるいは水中のスラリーとしてのカカオ粉末の機器上の色彩評価は、色彩分光光度計で測定したL*値、C*値、及びh値で表わされる。L*値、a*値、及びb*値はCIE1976の式を用いてCIEのX値、Y値、及びZ値から算出される。C*値及びh値は以下の式によってa*値及びb*値から算出される:
L*値は明度/暗度の座標を示し、低い値は暗い色彩を示し、高い値は明るい色彩を示す。a*値は赤色/緑色の座標を示し、+a*は赤色を示し、−a*は緑色を示す。b*値は黄色/青色の座標を示し、+b*は黄色を示し、−b*は青色を示す。C*値は彩度の座標を示し、輝度を示し、高い数値は輝度の高い色彩を示す。h値は色相角を示し、数値が低くなると、赤色度の増加を示し、数値が高くなると黄色度の増加を示す。これらの実施例で用いられる分光光度計は、Datacolor Spectraflash500の色彩分光光度計であり、反射を除外したd/8の測定幾何学、D65光源、10度視野、水晶フローキュベット、チュービングポンプシステムを有する。
表7はN−liquor CS−1(洗浄せずにカカオ豆から加工したリカー)での基準値と比較した、異なる予洗条件でのカカオ粉末及びカカオリカーの様々な色彩測定を示す。異なる予洗条件はカカオ製品の色彩に有害な影響を与えなかった。
〈分析〉
遊離脂肪酸の量(FFA)はオレイン酸の割合で表わされ、オレイン酸を中和するのに必要な塩基の量を定量することによって決定された。カカオ脂のヨウ素価(IV)はWijs法によって定量され、IVは100gの脂肪に吸収され、かつヨウ素の重量として表わされるハロゲンのグラム数である。
カカオ豆は実施例1に記載のように調製した。この実施例はカカオ豆における高含量のFFA値が豆の予洗によって低減できることを実証した。驚くべきことに、アルカリ性溶液が豆の洗浄に用いられる場合に特に、予洗のFFAの効果が強くなる。表8はカカオ脂のFFAが低減したことを示し、脂の品質が更なる加工の前に豆をアルカリ又は水で洗浄することによって改善されたことを意味している。
〈方法〉
一般的には、大規模な予洗実験は遊離脂肪酸の量(FFA)が高い100kgないし200kgの投入量のコートジボワール産の豆を用いた。第1に、豆は、底部を穿孔処理した大きな木製の箱に保存した。第2に、豆は水道水又はカリ溶液で洗浄され、高温の水道水の槽ですすがれた。カリ溶液の濃度は5重量パーセントであった。温度は洗浄及びすすぎ時に20℃又は60℃であった。洗浄及びすすぎステップの後に、カカオ豆は空気で乾燥させた。乾燥した豆は更に、カカオリカー、カカオ脂、及びカカオ粉末といった様々なカカオ製品に加工された。これらのカカオ製品は更に以下に記載のように分析した。
カカオ豆の予洗及び乾燥をスケールアップするために、大きな木製の箱は100ないし1,000kgのカカオ豆で充填した。貯蔵部は、カカオ豆で充填した2の木製の箱が同時に内部配置できるように4,000リットルの水で充填した。洗浄及びすすぎステップの後に、容量が1時間に10,000m3の送風機を用いて、カカオ豆の乾燥のために乾燥空気を供給した。
コートジボワール産の豆を100%用い、遊離脂肪酸の量の平均は4.2%であった。アルカリ溶液は60℃の水道水で5重量パーセントに調製した。
実験1については、FFAが高い200kgの投入量のコートジボワール産の豆を用いた。第1に、カカオ豆は底部を穿孔処理した大きな木製の箱に保存した。第2に、カカオ豆は15℃の低温の水道水の槽で5分間洗浄した。第3に、カカオ豆は22℃ないし25℃の空気で120分間乾燥させた。流入空気の温度は17℃であり、流入空気の相対湿度は80%であった。
豆、ニブ及び殻は含水量(又は、H2Oの割合)について分析したが、それは103℃で4時間乾燥時の質量の損失の割合であり、重量パーセント(重量%)として測定した。
豆の予洗の1の予想される弱点は、殻の含水量が洗浄及び/又はすすぎステップ後にほぼ35重量パーセントないし55重量パーセントに増加しうることである。表9の実験2及び3に示されるように、豆の破壊作用は殻及びニブの高い含水量のために有効ではなかった。第1の破壊ステップ後には、ほぼ30%の豆が非常に軟らかく、非常に容易に湾曲するため、小片に破壊できなかった。豆はいくつかの破壊の試行後に最終的には破壊された。
〈分析〉
豆、ニブ及び殻は含水量(又は、H2Oの割合)について分析したが、それは103℃で4時間乾燥時の質量の損失の割合であり、重量パーセント(重量%)として測定した。カカオリカーのpHは、標準的な産業上認容可能な方法によって測定した。脂肪の量(脂肪の割合)はソックスレーの抽出法によって定量し、測定値は脂肪と石油エーテルで抽出可能な他の成分とに対する質量パーセントの量で与えられる。カカオの殻及びカカオリカーは鉄の総量(Fe)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、オクラトキシンA、及びカリウム(K)について分析した。
カカオ豆は実施例7に記載のように調製した。実験室の分析は予洗処理の有無で豆から生成されるリカーにおける重金属及び毒素の濃度について大きな差異を同定しなかった。結果は表10及び表11に示される。
〈分析〉
遊離脂肪酸の量(FFA)はオレイン酸の割合で表わされ、オレイン酸を中和するのに必要な塩基の量を定量することによって決定された。FFAを定量するための滴定法においては、約5ないし10gの液体のカカオ脂が250mlの三角フラスコに注入された。約50mlのジエチルエーテルとエタノールとの混合物は回旋することによってカカオ脂を溶解するのに用いた。ジエチルエーテルとエタノールとの混合物は3部のジエチルエーテル(p.a.)と2部のエタノール(p.a.96%)との混合によって得られ、使用前に、フェノールフタレインに対して0.1NのKOH溶液で中和した。次いで、数滴の1%のフェノールフタレインのエタノール溶液を添加した。混合物は0.1NのKOH(Normality T)で終了点、すなわち、ピンク色が少なくとも10秒間持続するまで滴定した。滴定中に用いられるKOHの量はml単位で記録した。FFAはオレイン酸で表わされ、式ffa =28.2×T×V/mで算出する。Tは標準化したKOH溶液の規格度であり、Vは標準化したKOH溶液のミリリットル(ml)であり、mはカカオ脂試料の質量(g)である。
カカオ豆は実施例7に記載のように調製した。表12に示すように、カカオ豆における高い含量のFFAの値は豆の予洗によって低減できる。しかしながら、予洗はカカオ豆の脂肪の量(脂肪の割合)に影響を与えなかった。
〈分析〉
色彩測定は実施例5に記載のように定量した。
カカオ豆は実施例7に記載のように調製した。水及びカリでの予洗はリカー及び粉末の最終的な色彩に影響を及ぼさなかった。理論によって制限されるのを望まないが、予洗ステップはあまりに短く、カリ濃度があまりにも低いため、カカオ豆中の様々なポリフェノールに影響を与えなかった可能性がある。
〈分析〉
様々な芳香族化合物はガスクロマトグラフィ質量分析(GC−MS)によって定量した。
カカオ豆は実施例7に記載のように調製した。予洗は同様にカカオリカーの匂いの特性に影響を与えなかった(表15参照)。図6Aないし6Cはスケールアップ実験のためのカカオリカーにおける芳香族化合物のレベルを示す。これらのレベルは表15で「基準」と標識された列の数値と相対的である。相対値は実際に定量した数値を取って、それを基準のカカオリカーについて定量した数値で除算することによって得た。
〈分析〉
カカオリカーの匂いは基準として標準試料を用いて評価したが、評価は記述的検査と差異の検査(組合せの比較検査)との組合せである。カカオリカーは様々な感覚的局面及び匂いの特徴について評価され、カカオ;苦み;薄いのとは対照的な十分な匂いの強度である濃さ;芳香性の特徴、花のような特徴、及び果物のような特徴といったカカオの特徴以上の総ての匂いのヨウ素をカバーする一般的用語である、芳香性;酸性;糖の歪みとして説明される渋味;及びこげた、かつ粗い芳香性の味である刺激性;を含む。任意の異臭に更に注意した。
カカオ豆は実施例7に記載のように調製した。表16は基準試料のカカオリカーの実験1で得られたカカオリカーとの比較を示す。実験1では、カカオ豆は17℃の冷水で5分間すすがれ、22℃ないし25℃の空気で乾燥した。基準試料は未処理の豆である。表16に示されるように、基準のカカオリカーと実験1で得られたカカオリカーとの間の香り及び味の差異は1.4である。しかしながら、この差異は3.0の製造規格内にある。基準試料はわずかに実験1と比較して、酸性度が高い(0.4)一方で、実験1の試料はわずかに苦み(0.6)、渋味(0.4)、酸性度(0.2)が高かった。実験1の試料の異臭は更に0.4であり、不明と述べられた。
2キログラムのカカオ豆を手で選別した。選別前は、カカオ豆の遊離脂肪酸の量は約3.10%であった。豆は選別され、以下の量のカカオ豆を得た:約76.9%の褐色の豆(FFAの量2.11%)、約13.5%の褐色/黒色の豆の混合(FFAの量6.9%)、及び9.6%の黒色の豆(FFAの量9.91%)。
1)FFAの量が2.85%の18.7mTの褐色の豆を維持した(92%が実際に褐色であり、8%が実際は黒色であった);
2)FFAの量が3.74%の13.9mTの豆は細粒の量が多く、破棄した;
3)FFAの量が1.79%の22mTの褐色の豆を維持した;
4)FFAの量が5.81%の18.4mTの黒色の豆を破棄した(76%が実際に黒色であり、24%が実際は褐色であった)
分類1)のカカオ豆はふるいにかけて、1.2mT(FFAの量6.4%)が細粒であるとして破棄し、分類1)の残余の17.5mT(FFAの量1.74%)は分類3)のカカオ豆と組合わせ、全部で39.5mTの許容されたカカオ豆となり、FFAの量は1.76%であった。
Claims (23)
- 褐色を呈するカカオ豆のカカオ脂における遊離脂肪酸を低減する方法であって、当該方法が:
未処理のカカオ豆を、アルカリ溶液を含む予洗液と1時間未満接触させるステップと;
前記予洗液から前記カカオ豆を除去するステップと;
予洗した前記カカオ豆をカカオリカーに加工するステップと;
を具え、前記予洗したカカオ豆から生成したカカオリカーは、前記予洗液と接触させないカカオ豆から生成したカカオリカーと比べて、遊離脂肪酸の量が低減しており、
前記予洗したカカオ豆をカカオリカーに加工するステップが、蒸熱処理を含まず、かつ、前記予洗したカカオ豆を焙焼するステップ、前記予洗したカカオ豆から殻を除去し、カカオニブを生成するステップ、及びカカオニブを粉砕して前記カカオリカーにするステップを有することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記予洗液が20重量パーセント以下のアルカリを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1又は2に記載の方法において、前記予洗液のpHが8ないし12.5であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法において、前記予洗液の温度が15℃ないし90℃であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法において、前記カカオ豆が前記予洗液と接触するのが30分未満であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法において、前記カカオリカーのpHが6.0未満であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法が、前記予洗したカカオ豆を熱水ですすぐステップを更に具えることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の方法が、前記予洗したカカオ豆を乾燥させるステップを更に具えることを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法において、乾燥させた前記カカオ豆の水の含水量が12%未満であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の方法において、前記カカオ豆が未焙焼であることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記カカオニブの水の含水量が8%未満であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の方法において、前記カカオリカーから分離
されるカカオ脂の遊離脂肪酸の量が、1.75%未満であることを特徴とする方法。 - 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の方法において、前記カカオ豆が発酵していることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし13のいずれか1項に記載の方法において、前記予洗したカカオ豆から得た前記カカオリカーのポリフェノール量が、前記予洗液と接触させないカカオ豆から得たカカオリカーのポリフェノール量以上であることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし14のいずれか1項に記載の方法が、前記カカオ豆からダークカカオ豆又はブラックカカオ豆を除去するステップを更に具えることを特徴とする方法。
- カカオ含有組成物を生成するためのシステムであって:
褐色を呈する未処理のカカオ豆をアルカリ溶液を含む予洗液と1時間未満接触させる手段と;
前記予洗液から前記カカオ豆を除去し、予洗した前記カカオ豆をカカオリカーに加工する手段;
とを含み、
予洗した前記カカオ豆から生成したカカオリカーは、前記予洗液と接触させないカカオ豆から生成したカカオリカーと比べて、遊離脂肪酸の量が低減し、
前記予洗したカカオ豆をカカオリカーに加工する手段が、蒸熱処理手段を含まず、かつ、前記予洗したカカオ豆を焙焼する手段、前記予洗したカカオ豆から殻を除去し、カカオニブを生成する手段、及びカカオニブを粉砕して前記カカオリカーにする手段を有する
ことを特徴とするシステム。 - 請求項16に記載のシステムにおいて、未処理の前記カカオ豆を前記予洗液と接触させる手段が、前記予洗液を含む貯蔵部を具えることを特徴とするシステム。
- 請求項16又は請求項17に記載のシステムにおいて、前記予洗液が20重量パーセント以下のアルカリを含むことを特徴とするシステム。
- 請求項16ないし18のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記予洗液のpHが8ないし12.5であることを特徴とするシステム。
- 請求項16ないし19のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記アルカリがK2CO3、KHCO3、カリ、又はその任意の組合せを含むことを特徴とするシステム。
- 請求項16ないし20のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記予洗したカカオ豆から得た前記カカオ脂の遊離脂肪酸の量が1.75%未満であることを特徴とするシステム。
- 請求項16ないし21のいずれか1項に記載のシステムが、15℃ないし90℃の温度で前記予洗液を維持するための発熱体を更に具えることを特徴とするシステム。
- 請求項16ないし22のいずれか1項に記載のシステムが、前記カカオ豆からダークカカオ豆又はブラックカカオ豆を除去するためのデバイスを更に具えることを特徴とするシステム。
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