KR20180030567A - 코코아 추출물, 코코아 제품 및 이들의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, (a) 코코아 콩 또는 니브에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계; (b) 상기 현탁액을 습식 분쇄하는 단계; (c) 상기 현탁액을 70℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계; (d) 상기 현탁액을, 수상(중질 상), 코코아 버터를 포함하는 지방상(경질 상), 및 코코아 분말 및 유체 성분을 포함하는 고체상으로 분리하는 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)에서 수득되는 고체상의 흐름을 혼합 장치에 공급함으로써 상기 고체상으로부터 유체 성분을 연속적으로 분리하여 코코아 아로마 및 코코아 분말을 수득하는 단계를 포함하는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법에 관한 것으로, 이때 상기 혼합 장치는, 상기 고체상을 위한 유입구 개구, 상기 건조된 고체상을 위한 유출구 개구 및 코코아 아로마를 포함하는 증기상을 위한 임의의 유출구 개구를 갖는 수평축을 가진 실린더형 관형 바디; 그의 대향 단부에서 상기 관형 바디를 폐쇄하는 단부 플레이트; 상기 관형 바디의 내벽을 55℃ 내지 150℃의 온도로 가열 또는 냉각하는 동축 재킷; 및 상기 관형 바디 내에서 회전하도록 지지되고, 그의 블레이드는 나선형으로 배열되어 고체상을 원심분리하는 동시에 이를 유출구 개구쪽으로 이송하도록 배향되는, 블레이드형 로터를 포함한다.
Description
본 발명은 코코아 추출물 및 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품의 제조를 위한 개선된 방법 및 기술에 관한 것이다. 특정 실시태양에서, 본 발명은 개선된 미각 특성 및/또는 증가된 수준의 항산화제 및/또는 비타민을 가진 코코아 제품, 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품을 생성하는, 코코아 콩(cocoa bean)을 사용하는 코코아 콩 가공 방법에 관한 것이다.
코코아(Theobroma cacao L.)는 통상적으로는, 예를 들면, 미네랄, 비타민, 폴리페놀(특히 카테킨, 안토시아니딘 및 프로안토시아니딘), 및 플라보노이드와 같은 항산화제와 같은 건강에 좋은 성분의 중요한 공급원으로 알려져 있으므로, 상기 성분의 수율을 향상시키기 위한 많은 방법들이 개발되어 왔다. 예를 들면, EP 2 071 961 A1 호는 폴리페놀이 풍부한 코코아 분말 추출물을 얻는 방법을 개시하고 있다.
코코아 콩을, 예를 들면, 초콜릿과 같은 식품으로 가공하는데 사용되는 방법 및 단계의 타입은 향미제(flavor), 향기의 강도(intensity) 또는 항산화제 또는 비타민 함량 및 수율과 관련하여 생성되는 코코아 제품의 다양한 품질에 중대한 영향을 미친다. 이러한 이유로, 코코아 콩을 (식품류와 같은) 코코아 제품으로 가공하는데 사용되는 방법은 (시장에서 또는 다른 제품의 향상을 위해 사용하는 경우에) 그러한 제품의 상업성(commercial viability) 또는 성공 또는 수용성에 매우 중요할 수 있다.
통상적으로, 코코아 콩의 가공은, 초기에 코코아 포드를 수확하는 단계, 상기 포드를 개방하여 코코아 콩을 방출하는 단계, 및 이어서 코코아 콩을 발효 및 건조시키는 단계를 포함한다. 그 후, 코코아 콩을 세정하고, 임의적으로 니브(nib)로 파쇄한 다음 로스팅함으로써, 코코아 콩 껍질의 껍질이 잘 부스러지게 만든다. 로스팅 조건은 일반적으로는 코코아 콩의 종류에 따라 선택되지만, 로스팅은 일반적으로는, 예를 들면, EP 2 273 888 B1 호에 개시된 방법에서와 같이, 코코아 콩 또는 니브를 약 100℃ 내지 160℃의 온도에서 약 15분(고온에서) 내지 수시간(저온에서) 동안 처리함으로써 수행될 수 있다. 이어서, 코코아 콩 또는 니브는, 예를 들면, WO 03/045159 A1 호에 개시된 기술과 같은 분쇄 또는 기계적 추출 공정을 거친다. 이러한 단계가 진행되는 동안, 높은 기계적 부하, 전단 응력 및/또는 마찰열이 코코아 지방의 액화 및 유지방 유분의 유화를 초래하는 코코아 원료 물질의 세포 구획의 파괴를 유발한다. 일반적으로는, 생성되는 코코아 리큐어는 코코아 버터, 당, 밀크 또는 추가 성분과 혼합된 다음, 개별 제조업체의 제조법에 따라, 임의적으로 정제하여 정제된 초콜릿 페이스트를 제조한다. 그 후, 정제된 초콜릿 페이스트는, 예를 들면, EP 0 711 505 A1 호에 따른 연속 콘칭(conching) 방법에 따라 콘칭 처리된다. 여기에서, 상술된 종래 방법에 따라 정제된 (일반적으로는 코코아 버터, 당 및/또는 레시틴 뿐만 아니라 코코아 건조 물질을 포함하는) 초콜릿 페이스트는, 가공된 초콜릿 페이스트로부터 공기와 습기를 분리하는 분리기 장치와 덕트에 의해 연결되는 유출구 개구를 포함하는 혼합 장치내로 공급된다. 이어서, 콘칭된 매스는 조절된 조건하에서 템퍼링되고 성형된다.
그러나, 이러한 기술은, 분쇄 또는 기계적 추출 도중의 유화 후에 (예를 들면, 헥산올과 같은) 바람직하지 않은 용매의 사용없이 유지방 상을 분리하기 때문에 가공성 및 바람직한 향미제 및 건강에 좋은 성분의 관점에서 불리할 뿐만 아니라, 방향족 화합물, 항산화제, 및/또는 비타민과 같은 바람직한 향미제 및/또는 코코아 제품을 수득하거나 유지하는 것이 불가능하지는 않더라도 어렵다. 또한, 콩/니브의 건식 로스팅은, 콩/니브 내의 향미제가 분해되고/되거나 콩 밖으로 배출되어 로스팅 도중에 배기 가스로 유실되지 않고 완전하게 발현되는 로스팅 조건을 확인하고 모니터하기가 어렵기 때문에 향미 노트(flavor notes)의 수율 및 품질과 관련한 절충안을 포함한다.
WO 2010/073117 호는, 코코아 콩 또는 니브 및 물을 포함하는 현탁액을 형성하는 단계, 상기 현탁된 콩 또는 니브를 다단계로 습식 분쇄하는 단계, 상기 현탁액을 가열하는 단계, 및 기계 가공 도중에 코코아 지방의 액화 및 초콜릿 리큐어의 형성을 피하기 위하여 상기 현탁액이 수상, 지방상 및 고체상으로 분리되도록 디캔팅하는 단계를 포함하여 코코아 콩을 가공하는 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은 낮은 온도 및 낮은 전단력을 사용하므로, 영양학적으로 유익한 성분의 보유 및 생성되는 코코아 제품의 맛에서의 개선이 달성된다.
그러나, WO 2010/073117 A2 호의 방법에서 추출 용매로서 물을 사용하는 것은 몇 가지 과제를 포함한다. 예를 들면, 코코아 콩 가공 방법의 과정에서, 다량의 첨가된 물이 다시 제거되어야만 하는데, 이는 특히 디캔팅 후에 고체상을 건조 및/또는 로스팅할 경우에 에너지-집약적일 수 있다. 또한, 상기 공정이 비교적 저온에서 수행되기 때문에, 상기 공정에서 광범위한 멸균 또는 저온간헐멸균(tyndallization) 처리 없이 미생물의 성장 및/또는 증식을 억제하기 위하여 상기 건조 단계는 신속하고, 연속적이고 이상적으로 높은 처리량으로 진행되어야 한다.
이와 관련하여, 상 분리 후에 수득되는 고체상을 건조 및/또는 로스팅하기 위하여 종래의 드럼 건조기를 사용하는 것은, (예를 들면, 폴리페놀 및 비타민과 같은 건강에 좋은 영양소가 많이 함유되어 있을 경우에 유리한) 고체상에서의 열적 부담을 최소화하는 동시에 풍부한 로스트 앤 그릴 향미(roast and grill flavor) 및 2차 아로마를 개발하는 것이 어렵기 때문에 문제가 있는 것으로 밝혀졌다. 특히, 드럼 건조기로 디캔팅된 고체상을 건조시키는 것은 원하는 수준의 로스트/2차 향미를 수득하기 위하여 대략 수시간의 가공 시간을 필요로 할 수 있으며, 이는 공정이 대기압 이하의 조건하에서 수행되는 경우에 조차도 고체상에 대한 높은 열적 부하를 수반한다.
따라서, 상기 단점들을 극복하는 방법 및 제품을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 본원에서 정의된 특허청구범위의 주제로 이러한 목적을 해결한다. 본 발명의 장점은 이하의 섹션에서 더 상세히 설명될 것이며, 본 발명의 개시 내용을 고려하면 추가의 장점들이 당업자에게 자명해질 것이다.
일반적으로, 하나의 양태에서, 본 발명은, (a) 코코아 콩 또는 니브에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계; (b) 상기 현탁액을 습식 분쇄하는 단계; (c) 상기 현탁액을 70℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계; (d) 상기 현탁액을, 방향족 향미제를 포함하는 수상(water phase)(중질 상), 코코아 버터를 포함하는 지방상(fat phase)(경질 상), 및 코코아 분말 및 유체 성분을 포함하는 고체상(solid phase)으로 분리하는 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)에서 수득되는 고체상의 흐름을 혼합 장치에 공급함으로써 상기 고체상으로부터 유체 성분을 연속적으로 분리하여 코코아 아로마 및 코코아 분말을 수득하는 단계를 포함하여, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법을 제공하되, 이때 상기 혼합 장치는 고체상을 위한 유입구 개구, 건조된 고체상을 위한 유출구 개구 및 증기상을 위한 적어도 하나의 유출구 개구를 갖는 수평축을 가진 실린더형 관형 바디; 그의 대향 단부에서 관형 바디를 폐쇄하는 단부 플레이트; 관형 바디의 내벽을 55℃ 내지 150℃의 온도로 가열 또는 냉각하는 동축 재킷; 및 관형 바디 내에서 회전하도록 지지되고, 그의 블레이드는 나선형으로 배열되어 고체상을 원심분리하는 동시에 이를 유출구 개구쪽으로 이송하도록 배향되는, 블레이드형 로터를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는, 상기에서 정의된 방법에 따라 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 단계, 및 수득되는 코코아 분말을 적어도 하나의 코코아 아로마, 코코아 버터 또는 폴리페놀성 분말과 혼합하는 단계를 포함하여 코코아 제품, 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 본원에 명시된 방법에 의해 수득되는 코코아 제품, 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품이다.
도 1은, 분리된 상들에 의해 수득되는 추출물의 임의의 제공 단계(쇄선은 임의의 가공 단계를 나타낸다)까지 본 발명의 하나의 실시태양에 따라 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는, 분리된 상들에 의해 수득되는 추출물의 임의의 제공 단계(쇄선은 임의의 가공 단계를 나타낸다)까지 본 발명의 바람직한 실시태양에 따라 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에서 건조/분리 단계(들)에 사용되는 혼합 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 다크 초콜릿을 제조하기 위한 예시적인 방법을 도시한 것이다.
도 5는 지방상, 고체상 및 수상의 분리 및 가공 후에 수득되는 코코아 분말을 사용하여 다크 초콜릿/밀크 초콜릿을 제조하는 예시적인 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는, 분리된 상들에 의해 수득되는 추출물의 임의의 제공 단계(쇄선은 임의의 가공 단계를 나타낸다)까지 본 발명의 바람직한 실시태양에 따라 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에서 건조/분리 단계(들)에 사용되는 혼합 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 다크 초콜릿을 제조하기 위한 예시적인 방법을 도시한 것이다.
도 5는 지방상, 고체상 및 수상의 분리 및 가공 후에 수득되는 코코아 분말을 사용하여 다크 초콜릿/밀크 초콜릿을 제조하는 예시적인 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 보다 완전한 이해를 돕기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시태양에 대한 하기의 설명을 참조한다:
발효된 코코아 콩 및/또는
니브의
가공 방법
본 발명에 따른 발효된 코코아 콩 또는 니브의 가공 방법은 일반적으로는 (a) 코코아 콩 또는 니브에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계; (b) 상기 현탁액을 습식 분쇄하는 단계; (c) 상기 현탁액을 70℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계; (d) 상기 현탁액을, 수상(중질 상), 코코아 버터를 포함하는 지방상(경질 상), 및 코코아 분말 및 유체 성분을 포함하는 고체상으로 분리하는 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)에서 수득되는 고체상의 흐름을 혼합 장치에 공급함으로써 상기 고체상으로부터 유체 성분을 연속적으로 분리하여 코코아 아로마 및 코코아 분말을 수득하는 단계를 포함하여, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법을 제공하되, 이때 상기 혼합 장치는 고체상을 위한 유입구 개구, 건조된 고체상을 위한 유출구 개구 및 방향족 화합물을 포함하는 증기상을 위한 임의의 유출구 개구를 갖는 수평축을 가진 실린더형 관형 바디; 그의 대향 단부에서 관형 바디를 폐쇄하는 단부 플레이트; 관형 바디의 내벽을 55℃ 내지 150℃의 온도, 바람직하게는 65℃ 이상 내지 140℃ 미만의 온도로 가열 또는 냉각하는 동축 재킷; 및 관형 바디 내에서 회전하도록 지지되고, 그의 블레이드는 나선형으로 배열되어 고체상을 원심분리하는 동시에 이를 유출구 개구쪽으로 이송하도록 배향되는, 블레이드형 로터를 포함한다. 상기 방법은 고체상에 향상된 열전달을 제공하며, 유리하게는 코코아 분말의 신속하고 부드럽고 온화하고 연속적이며 처리율이 높은 건조/로스팅을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다.
도 1은, 분리된 상들에 의해 수득되는 추출물의 임의의 제공 단계까지 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 가공 방법에 사용되는 코코아 콩 또는 니브의 전처리는 특별히 한정되지 않는다. 따라서, 코코아 콩 또는 니브는 당해 분야에 공지된 기법에 따라 발효되지 않거나, 불충분하게 발효되거나, 발효되거나, 및/또는 배양될 수 있거나, 또는 코코아 펄프/점액질을 갖거나 갖지 않은 생콩(green bean)이 포드에서 바로 분리한 후에 사용될 수 있다.
본 발명의 코코아 가공 기법은 일반적으로는 코코아 콩/니브의 분쇄 전에 또는 도중에 단계 (a)에 따라 물을 첨가함으로써 코코아 콩 또는 니브의 현탁액을 형성하는 것으로 시작한다.
특별히 한정되는 것은 아니지만, 형성된 현탁액 중의 물 대 코코아 콩/니브의 중량비는 바람직하게는 1:1 내지 6:1, 보다 바람직하게는 2:1 내지 4:1, 특히 바람직하게는 약 3:1이며, 이는 유리하게는 추가 단계(예를 들면, 촉진된 펌핑, 분쇄 및 보다 용이한 상 분리 단계)에서의 가공성에 영향을 미친다.
추가의 향미제를 도입하는 관점에서 바람직한 경우, 대용적인 물-함유 액체, 바람직하게는 커피, 차 및, 예를 들면, 과일 쥬스, 과일 쥬스 농축액, 밀크와 같은 60 내지 약 95 중량%의 물 함량을 갖는 액체 중의 하나 이상으로부터 선택되는 액체도 또한 물의 공급원으로서 사용될 수 있다. 이러한 경우, 형성된 현탁액 중의 물 함량은 상기에서 정의된 비율에 속하는 것이 바람직하다. 추가의 방법 단계에서의 열적 부하가 비교적 낮기 때문에, 상기 액체에 기인하는 온도-민감성 향미제가 유지되고 코코아 콩의 일차 및 이차 향미제와 양호하게 상호작용할 수 있다.
커피 맛을 내는 코코아 제품을 얻기 위하여, (완전하거나 파괴된 로스팅되지 않거나 로스팅된) 커피 콩을 수중에서 현탁액을 형성할 때 코코아 콩/리브에 혼합할 수 있지만, 단, 코코아 콩/니브는 커피 콩의 함량이 습식 분쇄 및 상 분리 단계를 방해하거나 부정적인 영향을 미치지 않도록 콩 혼합물에서 주요 부분을 형성한다. 커피 콩 함량은 바람직하게는 콩 혼합물의 20 중량% 미만, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만이다.
단계(b)에서, 코코아 콩/니브는 단일 또는 다중 습식 분쇄 단계(들)로 처리하여 바람직하게는 50㎛ 이하, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 20㎛ 이하의 콩 입자 크기를 생성시킨다. 콩 입자를 이러한 크기 범위로 감소시키면 콩 입자 물질의 노출된 표면적이 실질적으로 증가하므로, (예를 들면, 화학 용매보다는 물로) 콩 입자 물질의 노출된 표면을 보다 효율적으로 습윤시켜 (지방 또는 지질, 방향족 물질, 및/또는 폴리페놀의 추출의 개선과 같은) 추출 결과를 개선시킬 수 있다. 콩 입자 크기 감소는, 예를 들면, 디스크 밀(예를 들면, 천공된 디스크 밀), 콜로이드 밀 (예를 들면, 톱니식 콜로이드 밀), 또는 커런덤 스톤 밀(corundum stone mill)을 사용함으로써 달성될 수 있다. 적어도 하나의 분쇄 단계에서, 코코아 콩 세포는 침연된 코코아 콩의 증가 된 가용 표면적으로 인하여 용매(물)가 코코아 콩 물질을 더 잘 습윤시킬 수 있도록 침연시키는 것이 바람직하다. 습식 밀링에 사용되는 방법 및 장치는, 습식 밀링 방법의 생성물이 유화되지 않는 한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 다수의 분쇄 단계를 사용할 경우, (예를 들면, 임의적으로는 추가의 물을 사용하는) 거친 습식 분쇄 단계는 천공된 디스크 밀을 사용하여 수행될 수 있으며, 거칠게 밀링된 현탁액은 미분 단계를 위하여 톱니식 콜로이드 밀로 펌핑될 수 있다.
습식 분쇄 단계 (b) 이후, 현탁액은 총괄 열부하를 감소시키고 유화(단계 (c))를 방지하기 위하여 약 70℃ 이하의 온도에서 열처리된다. 코코아 버터 수율과 방향제, 항산화제 및/또는 비타민과 같은 바람직한 향미제의 보존 사이의 균형의 관점에서, 가열 온도는 43 내지 65℃인 것이 바람직하다. 코코아 버터 액화 및/또는 향상된 기계적 상 분리의 관점에서, 45 내지 50℃ 범위의 가열 온도가 특히 바람직하다. 이로 국한되는 것은 아니지만, 습식-밀링된 현탁액의 가열은 스크랩형 또는 관형 열교환기에 의해 수행될 수 있다.
그 후, 상 분리를 실행함으로써 3 개의 상, 즉 물 및 방향족 향미제를 포함하는 수상(중질 상), 주요 성분으로서 코코아 버터 및 미량 성분으로서 고체 및/또는 물을 포함하는 지방상(경질 상), 및 고체상을 수득한다. 고체상은 코코아 분말 및 유체 성분을 포함한다. 코코아 분말은 코코아 분말의 총 중량에 대하여 30 중량% 이하, 바람직하게는 27 중량% 미만, 보다 바람직하게는 20 중량% 미만의 함량으로 잔류 코코아 버터를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 유체 성분이란 용어는, (예를 들면, 친수성 폴리페놀 및 방향족 향미제를 포함할 수 있는) 수성상 및 휘발성 화합물과 같은, 실온에서 유체인, 단계 (d)에서의 상 분리 후에 고체상에 잔류하는 종의 잔사를 나타낸다.
바람직하게는, 디캔터 또는 노즐 분리기와 같은 원심력을 이용하는 장치를 이용하여 기계적 입자 분리를 달성할 수 있다. 예를 들면, 현탁액은 액체(들)로부터 조질 또는 대형 또는 다량의 고체를 분리하기 위하여 디캔팅될 수 있으며, 이어서 더 소형 및/또는 미세한 고체 입자가 액체로부터 더 분리될 수 있고/있거나 오일 제품이 비-오일 제품으로부터 분리될 수 있다.
수상(중질 상), 지방상(경질 상) 및 고체상 사이의 개선된 분리를 달성하기 위하여 다수의 상 분리 및 재조합 단계가 사용될 수 있다. 예를 들면, 초기 디캔팅 단계에 의해 수득된 지방상을 추가로 여과 또는 원심분리하여 잔류 미립자 또는 물을 지방상으로부터 분리하고, 이렇게 수득된 미립자 및 물을 초기 디캔팅 단계로부터 및 상기 상들의 후속 가공 단계에서 물 및 고체상과 재결합시킬 수 있다. 또한, 수상은, 예를 들면, 액체의 탁도를 감소시키고, 이어서 고체상과 재조합될 수 있는 미립자를 제거하기 위하여 진공 회전 필터를 사용하여 여과함으로써 추가의 정제 단계로 처리될 수 있다.
3 개의 상(즉, 수상(중질 상), 지방상(경질 상) 및 고체상)의 분리시, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이들 상을 독립적으로 처리하여 (지방상으로부터) 코코아 버터 및 (수상으로부터) 폴리페놀성 농축물을 분리한다.
본원에서 기술되는 코코아 콩/니브 가공 방법은 또한 최종 제품에서 신맛 또는 쓴맛을 유발하는 (예를 들면, 발효 도중에 형성되거나 또는 코코아 콩의 배양 전에 또는 도중에 형성되거나 첨가되는 아세트산과 같은) 바람직하지 않은 산 또는 (쓴맛 및/또는 떫은 맛의 저분자 폴리페놀(예를 들면, 카테킨)과 같은) 추가의 친수성 성분이 수상을 통하여 제거될 수 있다는 이점을 가지고 있다. 이러한 바람직하지 않은 성분을 제거하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 산은 예를 들면 증류(예를 들면, 추출 증류 또는 반응 증류), 추출(예를 들면, 액체 - 액체 추출), 에멀젼형 액막 공정, 염석 또는 이들의 조합에 의해 수상으로부터 제거될 수 있다. 고체상을 건조/로스팅 단계로 처리하기 전에 바람직하지 않은 친수성 성분을 제거하는 것은 (특히 로스팅 및 콘칭 도중에) 발효된 코코아 콩에 대한 연장된 건조/로스팅 및 높은 열적 부하가 성분을 증발시키거나 분해하는데 요구되지 않으므로 고함량의 방향족 향미제, 항산화제, 비타민이 높은 함량이 유지될 수 있다는 점에서 당업계에 공지된 통상적인 공정 이상으로 유리하다. 또한, 비교적 높은 아세트산 함량을 갖고/갖거나 다양한 발효 단계에 있는 코코아 콩은 초콜릿과 같은 고품질의 코코아 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 또한, 생성된 제품의 쓴맛이 덜한 향미제 프로파일은 쓴맛을 차폐하거나 보완하기 위하여 당 또는 감미료의 다량 첨가를 필요로 하지 않는다.
건조된 코코아 분말은 특허청구된 방법의 단계 (e)에서 분리기에서 배출되는 고체상으로부터 수득된다. 코코아 아로마 추출물은 수상의 가공(예를 들면, 농축)을 통하여 및 단계 (e)에서 분리기에서 배출되는 증기상으로부터 수득될 수 있다.
전술한 바와 같이, 지방상(경질 상)은, (건조/로스팅 단계 이전에 또는 도중에 고체상에 임의로 첨가될 수 있는) 미세 입자 및 (아로마 회수 이전에 수상에 임의로 첨가될 수 있는) 잔수를 제거하기 위하여 (예를 들면, 진동 스크린을 사용하여) 여과하고/하거나 3-상 분리기(예를 들면, 원심분리기)로 이송될 수 있다. 코코아 버터는 정제된 지방상을 여과함으로써 수득된다.
3 가지 상으로 분리한 후에 수득되는 (습윤) 고체상을 가열가능한 롤 분쇄기로 임의로 처리하여 입자 크기를 감소시키고 예비건조를 시작할 수 있다. 또한, 단계 (e) 도중에 향미 발달을 개선하기 위하여 건조 전에 당, 당 용액 및/또는 과즙이 분리된 코코아 고형분에 임의로 첨가될 수 있다.
본 발명에 따르면, 3 가지 상으로 분리한 후에 수득되는 (습윤) 고체상은 단일 단계 또는 다중 단계에서 병렬로 또는 직렬로, 바람직하게는 직렬로 단계 (d)에서 수득되는 고체상으로부터 유체 성분을 연속적으로 분리함으로써 건조 및/또는 로스팅되며, 이는 하나(또는 그 이상)의 혼합 장치(들)에 상기 고체상의 흐름을 공급함으로써 수행된다. 도 3에 개략적으로 도시되어 있는 상기 혼합 장치는, 고체상을 위한 유입구 개구(3), 건조된 고체상을 위한 유출구 개구(4) 및 증기상을 위한 임의의 유출구 개구(10)를 갖는, 수평축(2)을 가진 실린더형 관형 바디(1); 그의 대향 단부에서 상기 관형 바디를 폐쇄하는 단부 플레이트(5,5'); 상기 관형 바디의 내벽(7)을 55℃ 내지 150℃의 온도, 바람직하게는 65℃ 이상 내지 140℃ 미만의 온도로 가열 또는 냉각하는 동축 재킷(6); 및 상기 관형 바디(1) 내에서 회전하도록 지지되고, 그의 블레이드(9)는 나선형으로 배열되어 고체상을 원심분리하는 동시에 이를 유출구 개구(4)쪽으로 이송하도록 배향되는, 블레이드형 로터(8)를 포함한다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 바디의 내벽(7)을 소정 온도에서 유지하기 위하여 투열성 오일 또는 또 다른 유체가 동축 재킷(6)내의 가열 매질로서 사용되는 것이 바람직하다.
블레이드형 로터(8)가 회전하는 동안, 원심력은 관형 바디의 내벽(7) 상에 고체상의 얇고 다이내믹한 관형 층을 형성시키는 반면, 고체상과 블레이드(9)의 상호작용은 고체상의 박막층을 출구 개구(4)쪽으로 혼합시키는 동시에 전진시킨다. 따라서, 가열된 내벽과 고체상 사이에서 효과적인 열교환이 이루어지고, 이는 혼합과 결합하여 상대적으로 낮은 가열 온도를 필요로 하며, 그에 따라 고체상의 신속하고 완만한 건조 및 로스팅이 일어나므로, 종래의 연속식 또는 배치식 드럼 건조기를 사용하는 건조와 비교할 경우, 고체상은 고농도 폴리페놀(특히 카테킨, 안토시아니딘 및 프로안토시아니딘), 항산화제 및/또는 방향족 향미제를 보유한다. 또한, 놀랍게도, 단계 (e)에서 제품 온도가 90℃를 초과하지 않는 조건하에서 10분 미만, 전형적으로는 5분 미만의 시간 동안 혼합 장치를 사용하여 건조 및 로스팅한 후에, 생성되는 코코아 분말 및 코코아 아로마 중에서의 (예를 들면, 퓨란-2-카브알데히드, 1-(2-퓨라닐)에탄온, 벤즈알데히드, 5-메틸 퓨라닐, 2-퓨란메탄올, 페닐메탄올, 및/또는 4-메틸페놀과 같은) 로스트 앤 그릴 향미제의 전체 농도는 대기압 이하의 압력하에서 수시간(전형적으로는 약 10시간) 동안 약 65 내지 100℃의 선형 온도 구배를 이용하여 통상적인 드럼 건조기로 건조한 후의 농도보다 더 높은 것으로 밝혀졌다. 따라서, 건조/로스팅 공정의 촉진과 함께, 본 발명의 특허청구된 방법은 고체상에 대한 열 응력을 감소시킴으로써, - 종래의 통상적인 건조/로스팅과는 대조적으로 - 더 고농도의 로스트 향미제 및 더 고함량의 주요 향미제, 폴리페놀, 항산화 제 및/또는 비타민이 생성되는 추출물 및 최종 제품내에 보유될 수 있다.
상술된 장치를 사용하면 건조/로스팅 단계 및 로스팅된 향미제 및 다른 방향족 화합물의 분리를 유리하게 연속적으로 수행할 수 있으며, 또한 코코아 콩에서 코코아 분말까지의 가공을 현저하게 촉진시킴으로써 단계 (a) 내지 (e)에 대한 전체 가공 기간이 20분 미만, 전형적으로는 15분 미만이 되며, 이는 종래 기술에 비해 현저한 개선이며 코코아 제품의 통상적인 제조 방법과 비교하였을 때 경제적으로 유익하다.
일반적으로, 코코아 추출 물질(즉, 코코아 버터, 코코아 분말, 코코아 아로마 및 폴리페놀성 농축물)의 미생물 변질이 있는 경우, 이러한 물질은 진공 탈기 장치(vacuum deaerator)를 사용하여 탈취시킬 수 있으며, 파스칼화(pascalisation)와 같은 고압 처리가 가능하다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 유리하게는 코코아 콩/니브의 신속한 처리를 가능하게 하므로, 미생물로 인한 오염 및 미생물의 성장이 배제되거나 최소로 유지될 수 있다.
전술된 바와 같이, 혼합 장치는 증기상의 조성 및 온도에 따라 여러 가지 목적을 제공할 수 있는 증기상(즉, 고체상의 건조 도중에 생성되는 증기)을 위한 유출구(10)를 포함한다.
바람직하게는, 고온 공기의 흐름은, 관형 바디(1) 내측에서의 고체상의 열 분포 및 건조를 향상시키고 유출구(10)쪽으로 증기상을 구동시키기 위하여, 건조시킬 고체상의 흐름과 동시에 및 병행하여 임의의 유입구(11)를 통하여 혼합 장치에 공급된다.
바람직한 실시태양에서, 혼합 장치에서 배출되는 증기상은 단계 (b) 또는 단계 (c) 이전에 또는 도중에, 보다 바람직하게는 단계 (b) 이전에 또는 도중에 현탁액에 공급된다. 따라서, 고온 증기상의 재공급은 열교환에 의해 단계 (c)에서 바람직한 온도로 현탁액을 (예비)가열하는데 기여하거나 영향을 미친다. 따라서, 단계 (c)에서 요구되는 에너지 비용을 효과적으로 감소시켜 개선된 에너지 효율을 갖는 코코아 콩 가공 방법을 유도할 수 있다. 또한, 단계 (c)에서의 상 분리가 개선된다. 추가적인 이점은 증기상에 함유된 방향족 향미제가 시스템 내에서 유지되고, 단계 (d)에서 3 가지 상 각각에 추가로 혼입될 수 있으므로, 최종 추출물 또는 제품에서 이들 성분의 최적 수율이 보장된다는 것이다. 상기 실시태양은 일반적으로는 증기상이, 예를 들면, 로스트 아로마(roast aroma)와 같은 비교적 소량의 방향족 향미제를 함유하는 경우에 바람직할 것이다.
증기상이 비교적 많은 양의 방향족 향미제, 특히 로스트 앤 그릴 향미제를 함유하는 경우에 특히 유리한 또 다른 바람직한 실시태양에서, 단계 (e)에서 혼합 장치에서 배출되는 증기상은 아로마 상으로서 수집되며, 이는 임의적으로는 향미제 성분을 분리함으로써 추가로 가공하여 코코아 아로마를 수득할 수 있다.
비록 필수적인 것은 아니지만, 수집된 아로마 상을 상 분리 단계 (d)에서 수득되는 수상과 조합하는 것이 실용적인데, 그 이유는 후자가 또한 바람직한 향미제를 함유하고, 조합된 액체를 제 1 농축 단계로 처리하여 코코아 아로마를 수득하는 것이기 때문이다. 또 다른 실시태양에서, 회수된 코코아 향미제는 열부하를 최소화하기 위하여 바람직하게는 저압(300 mbar 미만) 및 실온에서 수행되는 (예를 들면, 물로부터 향미제 성분을 분리하기 위한) 역류 증류에 의해 향상시킬 수 있다. 조합된 액체로부터 코코아 향미제/아로마를 분리한 후, 폴리페놀성 분말을 수득하기 위하여 임의의 제 2 농축 단계에서 과량의 물의 증발 단계가 수행될 수 있다. 바람직하지 않은 물의 제거는, 사용될 경우, 바람직하게는 물에 현탁된 향미제 화합물 및 농축된 폴리페놀성 분말을 각각 생성할 수 있는 증발 기술을 이용함으로써 달성될 수 있다.
상기 설명에 따른 다수의 혼합 장치를 병렬로 사용함으로써, 바람직하게는 비교적 낮은 내벽 가열 온도에서 작동되는 하나의 혼합 장치에서 배출되는 증기상이 단계 (b) 또는 단계 (c) 이전에 또는 도중에, 보다 바람직하게는 단계 (b) 이전에 또는 도중에 현탁액 내로 공급될 수 있고, 바람직하게는 비교적 높은 내벽 가열 온도에서 작동되는 또 다른 장치에서 배출되는 증기상이 아로마 회수를 위한 아로마 상으로서 수집될 수 있도록 후자의 이점들을 조합할 수 있다.
도 2에 개략적으로 도시된 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 단계 (e)는 2개의 하위 단계, 즉, (e1) 단계 (d)에서 수득되는 고체상의 흐름을 제 1 혼합 장치에 공급함으로써 상기 고체상을 연속적으로 예비-건조하는 단계; 및 (e2) 상기 단계 (e1)에서 수득되는 예비-건조된 고체상의 연속 흐름을 제 2 혼합 장치에 공급함으로써 상기 예비-건조된 고체상을 연속적으로 건조하는 단계를 포함하되, 이때 상기 각각의 제 1 및 제 2 혼합 장치는, 고체상을 위한 유입구 개구(3), 건조된 고체상을 위한 유출구 개구(4) 및 배기 증기(exhaust vapor)를 위한 적어도 하나의 유출구 개구(10)를 갖는, 수평축(2)을 가진 실린더형 관형 바디(1); 그의 대향 단부에서 상기 관형 바디를 폐쇄하는 단부 플레이트(5,5'); 상기 관형 바디의 내벽(7)을 55℃ 내지 150℃의 온도로 가열 또는 냉각하는 동축 재킷(6); 및 상기 관형 바디(1) 내에서 회전하도록 지지되고, 그의 블레이드(9)는 나선형으로 배열되어 고체상을 원심분리하는 동시에 이를 유출구 개구(4)쪽으로 이송하도록 배향되는, 블레이드형 로터(8)를 포함한다. 달리 말하면, 제 1 및 제 2 혼합 장치는 모두 상기에서 초기에 설명된 혼합 장치의 특성을 나타낸다. 상기 방식으로 건조/로스팅 공정을 수행하면 건조 성능, 공정 및 에너지 효율, 로스트 향미제의 개발 및 고수율의 주요 향미제, 폴리페놀, 항산화제 및/또는 비타민의 우수한 균형을 이룬다.
바람직하게는, 제 1 및 제 2 혼합 장치는 상이한 조건(예를 들면, 내벽 가열 온도, 증기상 유출구 접속)하에서 작동되거나 또는 상이한 치수를 나타낸다. 보다 바람직하게는, 제 1 혼합 장치의 내벽 가열 온도는 제 2 혼합 장치의 내벽 가열 온도보다 낮다.
바람직하게는, 제 1 혼합 장치의 관형 바디의 내벽은 70 내지 110℃, 바람직하게는 80 내지 100℃의 온도로 가열된다. 보다 바람직한 실시태양에서, 예비-건조 단계 (e1)에서 제 1 혼합 장치의 관형 바디의 내벽(7)의 온도는, 유출구(4)에서 배출되는 예비-건조된 고체상의 온도가 70 내지 100℃, 보다 바람직하게는 80 내지 90℃가 되도록 가열된다.
바람직한 실시태양에서, 제 1 혼합 장치는 단계 (e1) 이후에 수득되는 예비-건조된 고체상이 3 내지 7 중량%, 보다 바람직하게는 4 내지 6 중량%의 수분 함량을 갖는 조건하에서 작동된다.
제 1 혼합 장치에서 배출되는 증기상은 단계 (b) 또는 단계 (c) 이전에 또는 도중에, 보다 바람직하게는 단계 (b) 이전에 또는 도중에 현탁액에 공급되는 것이 더 바람직하다.
바람직하게는, 제 2 혼합 장치의 관형 바디의 내벽은 100 내지 150℃, 바람직하게는 120 내지 145℃의 온도로 가열된다. 보다 바람직하게는, 건조 단계 (e2)에서 제 2 혼합 장치의 관형 바디의 내벽(7)의 온도는, 유출구(4)에서 배출되는 고체상의 온도가 110 내지 145℃, 보다 바람직하게는 120 내지 135℃가 되도록 가열된다.
또한, 단계 (e2)에서 제 2 혼합 장치에서 배출되는 증기상은 아로마 회수를 위한 아로마 상으로서 수집되는 것이 더 바람직하다.
바람직한 실시태양에서, 제 2 혼합 장치는 단계 (e2) 이후에 수득되는 고체상이 3 중량% 미만, 보다 바람직하게는 2 중량 % 미만, 보다 더 바람직하게는 1 중량 % 미만의 수분 함량을 갖는 조건하에서 작동된다.
일반적으로, 단계 (e) 또는 하위 단계 (e1) 및 (e2) 중의 임의의 단계에서 사용되는 혼합 장치(들)에서, 블레이드형 로터(들)은 300 내지 1300 rpm, 보다 바람직하게는 700 내지 1100 rpm, 보다 더 바람직하게는 800 내지 1000 rpm의 속도로 구동되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시태양에서, 단계 (e)의 기간 (또는 단계 (e)의 하위 단계의 기간)은, 승온에 대한 (예비-건조된) 고체상의 장시간 노출을 방지하기 위해서는 15분 미만, 보다 바람직하게는 10분 미만이다.
코코아 분말 추출물
제 2 실시태양에서, 본 발명은 상기에서 개략적으로 명시된 제 1 실시태양에서 설명된 방법 단계에 따라 제조되는 코코아 분말에 관한 것이다. 이러한 추출물은, 코코아 콩/니브의 수용성 아로마 성분, 폴리페놀성 성분 및 비타민이 고농도로 함유되어 있고 낮은 열적 부담으로 인하여 고농도로 보존되는 반면, (산 또는 쓴맛 및/또는 떫은맛의 저분자량 폴리페놀(예를 들면, 카테킨)과 같은) 수용성의 바람직하지 않은 친수성 성분이 임의로 제거된 다양한 고품질 초콜릿 제품용 출발 물질을 나타낸다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 건조된 코코아 분말은 전형적으로는, 각각 상기 건조된 코코아 분말의 총 중량을 기준하여, 2 중량% 미만, 일반적으로는 1.5 중량% 미만의 수분 함량 및 전형적으로는 30 중량% 이하, 바람직하게는 27 중량% 미만, 보다 바람직하게는 20 중량% 미만의 지방 함량을 나타낸다.
향미제 성분의 GC-MS 분석에 의해 밝혀진 바와 같이, 본 발명의 특허청구된 방법에 의해 수득되는 건조된 코코아 분말은, 시판되고 있는 코코아 분말과 비교하였을 때, 고농도의 생취/흙취, 과일향/꽃향기, 맥아향/버터향, 및 그릴드/로스티드 아로마, 및 저농도의 쏘는맛/신맛 향미제를 포함한다.
아로마 프로파일을 정량화하기 위하여, 코코아 분말, 코코아 아로마, 폴리페놀성 분말 및 코코아 버터 추출물은 도 4에 도시된 예시적인 도식에 따라 제조되었으며, 여기서 건조/로스팅 단계는 상기 설명에 따른 혼합 장치를 사용하여 수행하였다. 전반적으로, 도 4는 로스팅되지 않은 콩에서 초콜릿 제품의 제조까지 코코아 콩을 가공하는 예시적인 방법을 도시한 것이다.
상술된 유형의 향미제는 본 발명의 특허청구된 방법에 의해 수득되는 추출물 및 시판되고 있는 코코아 분말에서 정량화하였다. 구체적으로, 생취/흙취 향미제는 GC-MS를 이용하여 피라진 유도체(즉, 2-아세틸피라진, 메틸피라진, 테트라메틸피라진, 2,3-디메틸피라진, 2,6-디메틸피라진, 2,5-디메틸피라진, 트리메틸피라진, 에틸피라진, 2-에틸-3-메틸피라진, 2-에틸-6-메틸피라진, 2-에틸-5-메틸피라진, 2-에틸-3,6-디메틸피라진, 2-에틸-3,4-디메틸피라진, 2,3-디에틸-5-메틸피라진, 2-이소프로필-3-메톡시피라진 및 2-이소부틸-3-메톡시피라진)의 총 농도에 의해 정량화하였고; 과일향/꽃향기 향미제는 1-메틸-1H-피롤, 에틸-2-메틸 부타노에이트, 3-메틸부틸 아세테이트, 2-헵타논, 헥실 아세테이트, 리날로올, 벤질 알콜, 2-페닐에탄올, 에틸 신나메이트, 2-펜에틸 아세테이트의 총 농도에 의해 정량화하였고; 맥아향/버터향 향미제는 바닐린, 이소부타날, 2-메틸 부타날, 이소발레르알데히드, 아세토인 및 부탄-2,3-디온의 총 농도에 의해 정량화하였고; 그릴드/로스티드 향미제는 푸르푸랄, 2-아세틸퓨란, 벤즈알데히드, 5-메틸푸르푸랄, 2-퓨란메탄올, 벤질 알콜, 4-메틸페놀의 총 농도에 의해 정량화하였으며; 쏘는맛/신맛 향미제는 아세트산, 프로피온산, 이소부티르산, 2-메틸부티르산, 3-메틸부타노산, 및 펜타노산의 총 농도에 의해 정량화하였다. 측정 결과가 하기 표 1에 나타나 있다.
| 향미제 유형 |
코코아 분말에서의 농도[mg/kg] | |
| 본 발명 | 비교예 | |
| 생취/흙취 | 1.066 | 0.728 |
| 과일향/꽃향기 | 1.982 | 2.695 |
| 맥아향/버터향/로스팅향 | 7.132 | 4.081 |
| 쏘는맛/신맛 | 40.05 | 100.20 |
표 1은, 유쾌하게 인지되는 향미제의 총 함량이 통상적인 코코아 분말(7.504 mg/kg)과 비교하였을 때 본 발명의 방법에 의해 수득되는 코코아 분말(10.180 mg/kg)에서 실질적으로 더 높은 반면, 쏘는맛/신맛 향미제의 농도는 현저하게 낮다는 것을 보여주고 있는데, 그 이유는 그의 큰 분획이 수상을 통하여 추출되기 때문이다.
탈지된 코코아 고형분의 총 폴리페놀 함량은 전형적으로는 적어도 40 mg ECE(에피카테킨 당량)/g 탈지된 건조 질량, 바람직하게는 50 mg 이상의 ECE/g 탈지된 건조 질량, 더 바람직하게는 55 mg 이상의 ECE/g 탈지된 건조 질량이다. 총 폴리페놀 함량은 문헌[참조: Folin-Ciocalteu index, Off . J. Eur . Communities 1990, 41, 178-179, and Cooper et al., J. Agric . Food Chem 2008, 56, 260-265]에 개시된 방법에 따라, 표준물로서 (-)-에피카테킨을 사용하는 폴린-치오칼트 분석법(Folin-Ciocalteu assay)을 이용하여 측정할 수 있다.
상술된 혼합 장치 대신에 통상적인 드럼 건조기를 사용하면, 상술된 특성들의 조합이 달성될 수 없는 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 동일한 농도의 그릴/로스트 향미제의 개발에 요구되는 연장된 가열기간이 폴리페놀, 항산화제 및/또는 비타민의 실질적인 손실을 유발하기 때문이다.
상기에서 약술된 제 1 실시태양에서 설명된 방법 단계에 따라 제조된 코코아 아로마에서, 쏘는맛/신맛 향미제(즉, 아세트산, 프로피온산, 이소부티르산, 2-메틸부티르산, 3-메틸부타노산, 및 펜타노산의 총 농도)는 전형적으로는 상기에서 열거한 마커 화합물에 의해 표시되는 생취/흙취, 과일향/꽃향기, 맥아향/버터향, 그릴드/로스티드 및 쏘는맛/신맛 향미제의 총 중량을 기준하여 7 중량% 미만, 바람직하게는 5 중량% 미만을 형성한다.
바람직한 실시태양에서, 코코아 아로마는 바람직하게는 단계 (e2)에서 수득되는 증기상을 아로마상으로서 수집하고, 상기 아로마 상을 수상과 조합한 다음, 조합된 액체를 하나 이상의 농축 단계(들)로 처리함으로써 수득된다.
이하에서는, 제 1 실시태양에 따른 방법으로 각각 수득한 추출물을 기본으로 하는 초콜릿 및 초콜릿 유사 제품을 제조하는 예시적인 방법을 설명할 것이다.
코코아 제품, 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품을 제조하는 방법
제 1 실시태양에서 설명된 방법 단계에 따라 제조된 코코아 분말은, 하기의 제 3 실시태양에서 기술되는 바와 같이, 매우 다양한 종류의 코코아 제품, 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품의 제조에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품을 제조하는 방법은, 상술된 제 1 실시태양에 따라 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 단계; 수득된 코코아 분말을 적어도 하나의 코코아 아로마, 코코아 버터 또는 폴리페놀성 분말과 혼합하는 단계: 및 상기 혼합물을 콘칭하는 단계를 포함한다.
본원에서 사용되는 "초콜릿 유사 제품(chocolate-like product)"이란 용어는 적어도 하나의 국가의 "초콜릿"의 법률적 정의에 속하는 제품을 지칭하지만 모든 국가에서 그런 것은 아니며, 그 이유는 초콜릿을 법률적으로 정의하는 성분의 유형 및/또는 함량 범위에서 편차가 있기 때문이다.
도 5는 다크 초콜릿 및 밀크 초콜릿을 제조하는 방법의 예를 도시한 것으로, 여기서 단계 (e) 또는 단계 (e2)에서 수득된 코코아 아로마를 (임의적으로는 수상의 탈방향족화에 의해 수득된 제품과 함께) 일차적으로 코코아 버터에 첨가한다. 콘칭 단계로 처리하기 전에, 단계 (e) 또는 단계 (e2)에서 수득된 건조되고 로스팅된 코코아 분말을 아로마가 첨가된 코코아 버터와 혼합한 다음 미세하게 분쇄한다. 경우에 따라, 폴리페놀성 분말을 혼합물에 첨가하여 최종 제품에서 더 강한 향미와 더 고함량의 항산화제를 제공할 수 있다. 향미의 추가 조정 또는 향미의 발달은 당, 감미료, 코코아 펄프 및/또는 과즙 중의 하나 이상을 첨가함으로써 수행될 수 있다. 밀크 초콜릿의 제조를 위하여, 바람직하게는 밀크 분말을 혼합 단계 이전에 추가로 첨가한다. 임의적으로는, 유화제(예를 들면, 레시틴)를 콘칭 이전에 첨가하여 점도를 감소시키고, 당 결정화 및 초콜릿의 흐름 특성을 제어하고, 성분의 균질 혼합에 도움을 줄 수 있다. 또한, 예를 들면, 바닐라, 럼 등과 같은 추가의 성분 및 향미제가 콘칭 단계 이전에 또는 도중에 첨가될 수도 있다.
콘칭 공정은 건조한 코코아에서 향미를 내는 물질을 지방상으로 재분배하는 동시에, 초콜릿에서 원하지 않는 아세트산, 프로피온산 및 부티르산을 제거하고, 수분을 감소시키며, 제품의 향미를 부드럽게 만든다. 콘칭의 온도는 상이한 유형의 초콜릿의 종류에 따라 조절되며 다양하다(밀크 초콜릿의 경우 약 49℃ 내지 다크 초콜릿의 경우 82℃ 이하이다). 어느 정도는 온도에 의존적이지만, 통상적인 초콜릿 제조 공정에서의 콘칭 기간은 양호한 결과를 얻기 위해서는 일반적으로 16시간에서 72시간 이하의 범위이다. 본 발명에 따른 방법에서, 콘칭 기간은 바람직하게는 16시간 미만, 보다 바람직하게는 12시간 미만, 전형적으로는 10시간 이하이다. 따라서, 긴 콘칭 시간에서 관찰되는 바람직한 아로마 특성의 손실은 발생하지 않는다. 또한, 원하지 않는 산이 수상을 통하여 생성물로부터 제거될 수 있기 때문에, 짧은 콘칭 기간에 감미로운 맛이 달성된다.
전반적으로, 본 발명의 방법에 의해 수득되는 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품은 양호한 관능 특성을 나타내며, 고농도의 로스트 향미제 및 고함량의 주요 향미제, 폴리페놀, 항산화제 및/또는 비타민 모두를 포함한다.
일례로서, 코코아 콩, (습윤) 고체상, 및 도 4에 도시된 방법에 의해 수득되는 다크 초콜릿의 폴리페놀 함량은 분광광도법(spectrophotometric method)으로 분석한다. 구체적으로, 총 폴리페놀 함량은 문헌[참조: Folin-Ciocalteu index, Off . J. Eur . Communities 1990, 41, 178-179, and Cooper et al., J. Agric . Food Chem 2008, 56, 260-265]에 개시된 방법에 따라, 표준물로서 (-)-에피카테킨을 사용하는 폴린-치오칼트 분석법을 이용하여 측정한다. 총 플라보노이드 함량은 문헌[참조: Emelda et al. Int . J. ChemTech Res . 2014, 6(4), 2363-2367]에 따라, 표준물로서 (-)-에피카테킨을 사용하는 염화알루미늄 비색 분석법(aluminum chloride colorimetric assay)을 이용하여 측정한다. 표준물로서 프로시아니딘 B2를 사용하는 (예를 들면, 베이츠-스미스 분석법(Bates-Smith assay) 또는 포터법(Porter method)과 같은) 산-부탄올 방법을 이용하여 프로안토시아니딘의 함량을 분광광도측정법으로 측정할 수 있다. 결과가 하기 표 2에 나타나 있다.
| 코코아 생두(로스팅되지 않음) | 코코아 생두(로스팅됨) | 상 분리 후의 고체상 | 초콜릿 제품 | |
| 총 폴리페놀 농도 (mg ECE*/g 탈지된 건조 물질) |
84.1 ± 2.7 | 64.4 ± 1.3 | 60.4 ± 2.7 | 23.5 ± 0.6 |
| 플라보노이드 농도 (mg ECE/g 탈지된 건조 물질) |
57.8 ± 2.9 | 40.8 ± 1.8 | 37.2 ± 2.4 | 14.1 ± 0.3 |
| 프로안토시아니딘 농도 (mg PCE**/g 탈지된 건조 물질) |
7.0 ± 0.6 | 5.2 ± 0.1 | 5.5 ± 0.1 | 1.8 ± 0.2 |
* ECE = (-) 에피카테킨 당량
** PCE = 프로시아니딘 B2 당량
본 발명의 방법은 코코아 콩에 존재하는 고함량의 폴리페놀, 플라보노이드 및/또는 프로안토시아니딘이 그중에서도 특히 고체상/코코아 분말을 통하여 보존됨으로써, 양호한 아로마 프로파일 이외에도, 최종 초콜릿 제품에서 건강에 좋은 성분이 최적의 수율로 수득될 수 있음을 보여준다.
본 발명의 방법에 의해 수득되는 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품은 임의의 적합한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들면, 블록 또는 막대 형태로 포장되어 판매될 수 있고, 코팅으로 충전되어 사용될 수 있으며, 기타 제과 및 제빵 용도(예를 들면, 케이크 코팅 또는 충전, 비스킷 코팅 또는 충전, 스폰지 코팅 또는 충전 또는 아이스크림용 코팅층)에서 사용될 수 있다. 또한, 수득되는 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품은 임의적으로는 제품의 최종 사용 전에 추가의 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 개시내용을 고려하여 볼 때, 많은 다른 특징, 수정, 및 개선이 당업자에게 자명해질 것이다.
참조 번호
1 실린더형 관형 바디
2 수평축
3 고체상 유입구 개구
4 건조된 고체상 유출구 개구
5,5' 단부 플레이트
6 동축 재킷
7 관형 바디의 내벽
8 블레이드형 로터
9 블레이드
10 증기상 유출구 개구
11 고온 공기 유입구 개구
12 가열/냉각 매질 유입구 개구
13 가열/냉각 매질 유출구 개구
14 모터
1 실린더형 관형 바디
2 수평축
3 고체상 유입구 개구
4 건조된 고체상 유출구 개구
5,5' 단부 플레이트
6 동축 재킷
7 관형 바디의 내벽
8 블레이드형 로터
9 블레이드
10 증기상 유출구 개구
11 고온 공기 유입구 개구
12 가열/냉각 매질 유입구 개구
13 가열/냉각 매질 유출구 개구
14 모터
Claims (14)
- (a) 코코아 콩(cocoa bean) 또는 니브(nib)에 물을 첨가하여 현탁액을 형성하는 단계;
(b) 상기 현탁액을 습식 분쇄하는 단계;
(c) 상기 현탁액을 70℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계;
(d) 상기 현탁액을, 수상(중질 상), 코코아 버터를 포함하는 지방상(경질 상), 및 코코아 분말 및 유체 성분을 포함하는 고체상으로 분리하는 단계; 및
(e) 상기 단계 (d)에서 수득되는 고체상의 흐름을 혼합 장치에 공급함으로써 상기 고체상으로부터 상기 유체 성분을 연속적으로 분리하여 코코아 아로마 및 코코아 분말을 수득하는 단계
를 포함하는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법으로서,
이때 상기 혼합 장치가,
상기 고체상을 위한 유입구 개구(3), 건조된 고체상을 위한 유출구 개구(4), 및 코코아 아로마를 포함하는 증기상을 위한 임의의 유출구 개구(10)를 갖는 수평축(2)을 가진 실린더형 관형 바디(1);
대향 단부들에서 상기 관형 바디(1)를 폐쇄하는 단부 플레이트(5,5');
상기 관형 바디(1)의 내벽(7)을 55℃ 내지 150℃의 온도로 가열 또는 냉각하는 동축(coaxial) 재킷(6); 및
상기 관형 바디 내에서 회전하도록 지지되고, 블레이드가 나선형으로 배열되어 고체상을 원심분리하는 동시에 이를 유출구 개구쪽으로 이송하도록 배향된, 블레이드형 로터(8)
를 포함하는,
코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 혼합 장치에서 배출되는 증기상이 상기 단계 (b) 또는 단계 (c) 이전에 또는 도중에 상기 현탁액 내로 공급되는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 혼합 장치의 관형 바디(1)의 내벽(7)이 65 내지 140℃의 온도로 가열되는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
단계 (d) 이후에 수득되는 상기 고체상이 50 내지 75 중량%의 수분 함량을 갖는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (e)가,
(e1) 상기 단계 (d)에서 수득되는 고체상의 흐름을 제 1 혼합 장치에 공급함으로써 상기 고체상을 연속적으로 예비-건조하는 단계; 및
(e2) 상기 단계 (e1)에서 수득되는 예비-건조된 고체상의 연속 흐름을 제 2 혼합 장치에 공급함으로써 상기 예비-건조된 고체상을 연속적으로 건조하는 단계
를 포함하되,
이때 상기 각각의 제 1 및 제 2 혼합 장치가,
상기 고체상을 위한 유입구 개구(3), 건조된 고체상을 위한 유출구 개구(4), 및 코코아 아로마를 포함하는 증기상을 위한 임의의 유출구 개구(10)를 갖는 수평축(2)을 가진 실린더형 관형 바디(1);
대향 단부들에서 상기 관형 바디(1)를 폐쇄하는 단부 플레이트(5,5');
상기 관형 바디(1)의 내벽(7)을 55℃ 내지 150℃의 온도로 가열 또는 냉각하는 동축 재킷(6); 및
상기 관형 바디 내에서 회전하도록 지지되고, 블레이드가 나선형으로 배열되어 고체상을 원심분리하는 동시에 이를 유출구 개구쪽으로 이송하도록 배향된, 블레이드형 로터(8)
를 포함하는,
코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 혼합 장치의 관형 바디(1)의 내벽(7)이 70 내지 110℃, 바람직하게는 80 내지 100℃의 온도로 가열되고/되거나 상기 제 2 혼합 장치의 관형 바디(1)의 내벽(7)이 100 내지 150℃, 바람직하게는 120 내지 140℃의 온도로 가열되는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
건조시킬 고체상의 흐름과 동시에 및 그와 병행하여 유입구 개구(11)를 통하여 고온 공기의 흐름이 혼합 장치(들)에 공급되는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합 장치(들)의 블레이드형 로터가 600 내지 1100 rpm, 바람직하게는 750 내지 1050 rpm의 속도로 구동되는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 5 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
단계 (e1)에서 상기 제 1 혼합 장치에서 배출되는 제 1 증기상이 단계 (b) 및 단계 (c) 이전에 또는 도중에 상기 현탁액 내로 공급되는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 5 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
단계 (e1) 이후에 수득되는 예비-건조된 고체상이 3 내지 7 중량%의 수분 함량을 갖고/갖거나 단계 (e2) 이후에 수득되는 코코아 분말이 3 중량% 미만의 수분 함량을 갖는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 5 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
단계 (e2)에서 수득되는 증기상이 아로마 상으로서 수집되고, 상기 아로마 상은 상기 수상과 조합되며, 조합된 액체는 하나 이상의 농축 단계(들)로 처리하여 코코아 아로마 추출물을 수득하는, 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 코코아 분말.
- 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 따라 코코아 콩 또는 니브를 가공하는 단계;
수득된 코코아 분말을 적어도 하나의 코코아 아로마, 코코아 버터 또는 폴리페놀성 분말과 혼합하는 단계; 및
상기 혼합물을 콘칭(conching)하는 단계
를 포함하는, 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품을 제조하는 방법. - 제 13 항에 따른 방법에 의해 수득되는 초콜릿 또는 초콜릿 유사 제품.
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