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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Produktion von alkalisiertem
Kakao.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
der Herstellung von Kakao ist es oft wünschenswert, für zahlreiche
Anwendungen einen alkalisierten Kakao herzustellen. Alkalisierter
Kakao hat einmalige Geschmackseigenschaften und ein dunkleres oder
fast schwarz erscheinendes Aussehen im Gegenteil zu Kakao, der nicht
alkalisiert wurde. Alkalisieren (auch bekannt als „Dutching") wird in einer bekannten
Art und Weise durchgeführt,
indem die Kakaomasse mit dem alkalisierenden Stoff, typischerweise
in Form einer wässrigen
Lösung,
in Kontakt gebracht wird. Solche alkalisierenden Stoffe umfassen
zum Beispiel Kaliumhydroxid, Kaliumkarbonat, Natriumhydroxid, Natriumkarbonat,
Natriumbikarbonat, Ammoniumbikarbonat, Ammoniumhydroxid oder Mischungen
aus diesen. Die FDA hat strenge Regeln zur Regulierung sowohl der
zugelassenen Alkalisierungsstoffe und der obersten Grenze, bis zu der
die Alkalisierungsstoffe oder Kombinationen von diesen benutzt werden
dürfen.
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Im
Speziellen wird das Alkalisieren typischerweise sowohl an Kakaobohnenkernen
oder Nibs, als auch an Kakaopulver angewandt, oder an Stücken von
Presskuchen, die zunächst
auf ein bestimmtes Maß von
weniger als 6,35 mm (1/4 inch) oder noch gebräuchlicher weniger als 3,18
mm (1/8 inch) Durchmesser zerkleinert werden. Der Kakao wird dann
mit einer wässrigen
Lösung
von einem oder mehreren der zugelassenen Alkalisierungsstoffe in
bekannter Weise gemischt. Dieses Gemisch wird dann normalerweise
während
des Vermischens in einem Kessel erhitzt. Für rötlich gefärbte Kakaos wird normalerweise
noch während
der Reaktionsphase Luft in den Mixer eingeblasen. Für die Produktion
von schwarzen Kakaos wird die Zugabe von Luft minimiert. Das Kochen
kann unter atmosphärischen Bedingungen
oder unter Druck durchgeführt
werden, gefolgt von atmosphärischen
oder sogar Vakuumbedingungen, um das Trocknen (das heißt, das
Entfernen von Feuchte) zu beschleunigen. Wenn die Alkalisierungsbehandlung
in Bezug auf die alkalisierten Nibs beendet ist, werden sie zu einer
mehlartigen Masse gemahlen, und der Fettgehalt wird durch die Benutzung
von hydraulisch angetriebenen Pressen reduziert, um alkalisierten
Kakaopresskuchen zu erzeugen. Der alkalisierte Kakao wird normalerweise
in sehr feine Teilchengrößen gemahlen
(typischerweise zu einer Spezifikation von 99% durch einen 200er Siebraster).
In der Patenschrift
US 3,997,680 wird beispielsweise
ein Verfahren zum Alkalisieren von pulverisiertem Kakaopresskuchen
beschrieben.
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Ein
nachteiliger Effekt der durch das Alkalisieren von Kakao verursacht
wird, ist die Bildung von Seife, wegen des Zusammenwirkens des Alkalisierungsstoffs
und dem Fett (und/oder freien Fettsäuren), die in der Kakaomasse
vorhanden sind. Die Seifenbildung tritt noch in größerem Umfang
als ein Resultat von extremen Alkalisierungsbedingungen auf, die
gebraucht werden zur Ausbildung von sehr dunklem oder schwarzem
alkalisierten Kakao. Zusammengefasst kann gesagt werden, dass obwohl
in erster Linie zur Bestimmung der Qualität des alkalisierten Kakaos
der Duft und die Farbe dienen, ein quantitativer Maßstab die
Menge von Seife in dem hergestellten Kakao ist.
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Die
Fließeigenschaften
von Kakaomasse oder von hergestelltem Kakao ist eine weitere wichtige
Erwägung
bei der Herstellung von Kakao. Speziell ist es wünschenswert, die Entwicklung
eines Kakaos zu verhindern, der dazu tendiert, leicht an den Herstellungsgeräten zu kleben.
Das kann Verzögerungen
in der Herstellung verursachen, Schwierigkeiten beim Zermahlen in
die gewünschte
Feinheit, und zu möglichen
Schäden
an den Maschinenteilen. Alkalisierter Kakao tendiert oft dazu, dass
es wahrscheinlicher ist, diese nachteiligen Fließeigenschaften zu entwickeln.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von alkalisiertem
Kakao zur Verfügung,
das folgende Schritte umfasst: zuerst wird Fett aus der Kakaomasse
entfernt, um eine fettreduzierte Kakaomasse zu bilden, dann wird
der fettreduzierte Kakao alkalisiert, um alkalisierten Kakao zu
bilden. Der Schritt des Fettentfernens wird durchgeführt, bis
die fettreduzierte Kakaomasse einen Fettgehalt von weniger als vier
Gewichtsprozent aufweist.
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Diese
Reihenfolge der Verarbeitung führt
zu einer Minimierung der Seifenbildung, verbessert den Geschmack,
und führt
im Ergebnis zu einem veredelten Kakao mit verbesserten Verarbeitungseigenschaften
gegenüber
einem Kakao, der zuerst alkalisiert wird. Die Erfindung führt zu den
effektivsten und wertvollsten Ergebnissen, wenn sie extremeren Alkalisierungsbedingungen
ausgesetzt wird, wie zum Beispiel solchen zur Herstellung von sehr
dunklem oder schwarz alkalisiertem Kakaopulvern.
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Ein
Ziel ist es, ein alkalisiertes Kakaopulver von höherer Qualität herzustellen,
als nach den konventionellen Methoden hergestellt werden kann, wenn
mit einem Kakaopresskuchen oder Kakaopulver mit normalen Fettgehalt
(typischer Kakaobuttergehalt 10–12%)
begonnen wird. Im Ergebnis umfassen die Schritte des Verfahrens
einer Ausführungsform
der Erfindung zuerst die Reduktion des Fettgehalts des Kakaos von
dem Fettgehalt, der typischerweise durch konventionelles hydraulisches
Pressen von Kakaopulver oder Kakaopresskuchen (10–12% Fett)
vorhanden ist, das Alkalisieren des fettreduzierten Kakaos, und
optional die Wiedereinführung
von Kakaobutter und/oder anderen Fetten, um den Kakao „wieder
herzustellen". Der
kritische Verfahrensschritt ist das Entfernen eines erheblichen
Teils der Kakaobutter vor dem Alkalisierungsprozess.
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Sowohl
die vorstehende allgemeine Beschreibung, als auch die folgende detaillierte
Beschreibung sollen als beispielhaft für die Erfindung verstanden
werden, nicht als einschränkend.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung von
alkalisiertem Kakao gerichtet. Die Erfindung umfasst das Entfernen
von Fett aus einer Kakaomasse, um eine fettreduzierte Kakaomasse
herzustellen, und die anschließende
Alkalisierung des fettreduzierten Kakaos, um alkalisierten Kakao
zu bilden. Wie hierin benutzt, bezieht sich der Begriff „Kakaomasse" auf eine Mischung
von Kakaofett und Kakaofeststoffen, die noch nicht alkalisiert wurde.
Zum Beispiel beinhaltet die Kakaomasse Kakaoflüssigkeit, welche von dem Mahlen
der geschälten Kakaobohnen
herrührt
und typischerweise einen Fettgehalt von 50–58% hat. Die Kakaomasse schließt auch
Kakaopresskuchen, ein Kuchen, der durch hydraulische oder Schraubenpressung
gebildet wird, um einen Teil des Fett aus der Kakaoflüssigkeit
zu entfernen, ein, oder Kakaopulver, das gemahlener oder zerkleinerter
Kakaopresskuchen ist. Kakaopresskuchen oder Kakaopulver haben oft
einen Fettgehalt zwischen 10 bis 12 Prozent. Die Kakaomasse kann
jede Mischung von Kakaofett und Kakaofeststoffen enthalten, einschließlich einer,
aus der noch kein Fett entfernt wurde, einer die einer teilweisen
Pressung unterzogen wurde (wie zwischen 20–50%) oder einer, die der vollen
hydraulischen oder Schraubenpressung unterzogen wurde, wie eine
mit einem Fettgehalt so niedrige wie ca. 8%. Insgesamt umfasst der
Begriff Kakaomasse eine nicht alkalisierte Mischung mit einem Fettgehalt
so hoch wie er in der Kakaoflüssigkeit
zu finden ist, bis zu einem niedrigen Fettgehalt, der aber immer
noch einen merkbaren Einfluss hat, und, wenn alkalisiert, einen (im
Geschmack) wahrnehmbaren Seifenanteil aufweist.
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Der
Schritt zum Entfernen von Fett aus einer Kakaomasse umfasst jede
Kombination von bekannten Fettentfernungsmethoden, wie die Nutzung
einer hydraulischen Presse, einer Schraubenpresse, oder einen Extraktionsprozess,
oder Kombinationen davon. Wenn die Kakaomasse zum Beispiel ein Kakaopulver
oder ein Kakaopresskuchen ist, kann der Schritt des Fettentfernens
die Extraktion des Fetts durch einen Kontakt der Kakaomasse mit
einem verflüssigtem
Lösemittel
umfassen, und das Verfahren umfasst auch die Trennung des Lösemittels
von der fettreduzierten Kakaomasse. Zu diesem Zweck kann jedes bekannte
Lösungsmittel
benutzt werden, wie beispielsweise unter vielen anderen Propan,
Butan und Hexan. Überkritisches
CO
2 kann auch benutzt werden, um Fett aus
der Kakaomasse zu entfernen, wie in dem
US Patent Nr. 5,753,296 beschrieben
ist, das ein Verfahren zur Bereitung eines hyperallergischen Kakaopulvers
beschreibt. Für
das hierin beschriebene Verfahren wird das Fett aus der Kakaomasse
jedoch durch die Extraktion mit einem Lösungsmittel entfernt, und nicht
mit überkritischem CO
2. Es gibt zahlreiche bekannte Verfahren
in dem Fachbereich um diese Extraktion zu erreichen, zum Beispiel
solche, wie im
US Patent Nr.
6,111,119 beschrieben sind. Die international veröffentlichte
Anmeldung
WO 98/34496 beschreibt
ebenfalls ein Verfahren zur Extraktion von Fett aus einer sehr fetthaltigen
Kakaomasse mittels Lösungsmitteln.
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Alternativ,
wenn auch weniger bevorzugt, kann die Kakaomasse eine Kakaoflüssigkeit
sein, wobei dann der Schritt der Fettentfernung aus der Kakaomasse
umfassen kann, dass zuerst Druck in einer Presse ausgeübt wird,
um einen ersten Teil des besagten Fetts zu entfernen, und einen
zweiten Teil des Fetts durch einen Kontakt der Kakaomasse mit einem
verflüssigtem
Lösungsmittel
zu extrahieren, wie oben beschrieben, wobei in diesem Fall das Verfahren
auch die Trennung des Lösemittels
von der fettreduzierten Kakaomasse mit einschließt. Alternativ kann der Schritt
des Fettentfernens eine Extraktion von Fett aus der Kakaoflüssigkeit
allein durch den Kontakt der Kakaoflüssigkeit mit einem verflüssigten Lösemittel
aufweisen, wodurch der Einsatz einer hydraulischen oder Schraubenpresse
vermieden wird.
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Wie
oben erwähnt,
umfasst die vorliegende Erfindung zuerst die Entfernung von Fett
aus einer Kakaomasse, dann die Alkalisierung des fettreduzierten
Kakaos, um einen alkalisierten Kakao zu bilden. Der Umfang, um welches
das Fett entfernt wird, muss nicht grundsätzlich das ganze in der Kakaomasse
vorhandene Fett sein, sondern nur die Menge, damit das anschließende Alkalisieren
der fettreduzierten Kakaomasse nicht in der Bildung einer wahrnehmbaren
oder spürbaren
Menge von Seife resultiert. Das obere Limit des Fettgehalts der
fettreduzierten Kakaomasse hängt
ab vom Endgebrauch des verarbeiteten Kakaos und dem Umfang des notwendigen
Alkalisieren. Wenn beispielsweise die Verwendung des Kakaos einen
sehr dunklen Kakao verlangt, was extreme Alkalisierungsbedingungen
verlangt, wird die Seifenbildung regelmäßiger und in einem größeren Umfang
auftreten. In diesem Fall würde
ein relativ niedriger Ausgangsfettgehalt in der fettreduzierten
Kakaomasse benötigt
werden. Ein Fettgehalt von ungefähr
vier Gewichtsprozent wäre
ausreichend, um einen hergestellten Kakao zu erhalten, der eine
reduzierte Menge an Seife, und damit einen verbesserten Geschmack,
verbesserte Farbe und/oder verbesserte Fliescharakteristiken aufweist,
als ein hergestellter Kakao, der dem Alkalisieren mit einem höheren Fettgehalt
unterzogen wird. Der Schritt des Fettentfernens wird fortgesetzt,
bis eine fettreduzierte Kakaomasse mit einem Fettgehalt von weniger
als vier Gewichtsprozent erreicht ist, noch bevorzugter weniger
als ein Gewichtsprozent.
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Der
Schritt des Dutchens oder Alkalisierens der fettreduzierten Kakaomasse
kann nach jeder in den Fachkreisen bekannten Art durchgeführt werden.
Wie oben erwähnt,
umfasst das Alkalisieren der fettreduzierten Kakaomasse typischerweise
den Kantakt der fettreduzierten Kakaomasse mit einer wässrigen
Lösung
eines Alkalisierungsmittels, das aus einer Gruppe, die aus Kaliumhydroxid,
Kaliumkarbonat, Natriumhydroxid, Natriumkarbonat, Natriumbikarbonat,
Ammoniumbikarbonat, Ammoniumhydroxid oder einer Mischung aus diesen
besteht. Die speziellen Alkalisierungsbedingungen sind nicht entscheidend,
um die Zielsetzungen der vorliegenden Erfindung zu erreichen, sondern
sie werden eher durch die gewünschte
Endverwendung des herzustellenden Kakaos vorgegeben.
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Alkalisieren
mit einer fettreduzierten Kakaomasse verlangt einige Überlegungen
bezüglich
der Anlagen, insbesondere wenn der Fettgehalt weniger als 1% ist.
Strengere Staubkontrollmaßnahmen
müssen
getroffen werden, speziell innerhalb des Alkalisierungsreaktors,
um feine Kakaopartikel daran zu hindern, mit dem Wasserdampf oder
Wasserstrom während
des Trocknungszyklus zu entweichen. Spezielle Hochtemperaturfilterbeutel
oder -kassetten sind im Handel erhältlich zum Einbau in eine erhöhte Kuppel
auf dem Reaktor. Wenn sehr dunkle, speziell schwarze Kakaos hergestellt
werden, werden wegen der großen
Wassermenge in dem Rezept hohe Viskositäten erreicht. Die Benutzung
von Kakaos mit weniger Fett führt
zu noch höheren
Viskositäten.
Dies verlangt noch robuster ausgeführte Rührbewegungen oder reduzierte
Gebindegrößen. In
der Produktion von schwarzem Kakao mittels Kakao mit weniger Fett
werden auch wesentlich härtere
Partikel gebildet, wodurch eine intensivere Mahlung oder Zerkleinerung
notwendig wird.
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Mit
diesem Verfahren werden zwei Produkte entwickelt: Kakaobutter und
alkalisiertes Kakaopulver. In einer Ausführung der vorliegen Erfindung
kann das alkalisierte Kakaopulver als alkalisiertes Kakaopulver
mit niedrigem Fettgehalt verkauft werden. Gemäß einer alternativen Ausführung wird
nach dem Alkalisierungsprozess Fett zurück zu dem entfetteten alkalisierten
Kakaopulver gegeben. Die Art des Fetts, falls eines zu dem entfetteten
alkalisiertem Kakao dazugegeben wird, kann Kakaobutter oder nach Wunsch
jede andere Art von Fett, oder Mischungen aus Fetten sein. Natürlich würden sich,
wenn andere Fette als Kakaobutter dazugegeben werden, die Auszeichnungserfordernisse
für das
Produkt verändern. Dies
kann in dem gleichen Behälter
oder nach dem Transfer in einem anderen Behälter speziell für diesen
Zweck erfolgen. Die Menge der zugegebenen Kakaobutter kann von Null
bis zu jeder gewünschten Menge
zur Herstellung eines alkalisierten Kakaopulvers mit dem erforderlichen
Fettanteil variieren. Typischerweise sind alkalisierte Kakaos mit einem
Fettgehalt (z. B. Kakaobutter) von weniger als 1% bis hin zu einem
Fettgehalt von 24% erhältlich.
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Insgesamt
erkennt die vorliegende Erfindung, dass die Behandlung von typischem
Kakaomaterial mit Alkalisierungsmitteln und Wasser dazu führt, eine
einzigartige Farbe und einen einzigartigen Geschmack zu entwickeln,
aber auch zu einer Verseifung eines Teils der Kakaobutter. Die Erfindung schlägt vor,
zuerst einen Großteil
der Kakaobutter aus dem Kakao zu entfernen, auf weniger als 4%,
bevorzugt weniger als 1%. Nach der Reduktion des Fetts wird dann
der normale Prozess zum Alkalisieren durchgeführt. Die Alkalisierung tritt
bevorzugt dann ein, wenn der Fettgehalt der Kakaomasse seinen niedrigsten
Wert während
deren Verarbeitung hat.
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Das
Entfernen von Fett vor dem Alkalisieren reduziert die Menge des
Fetts (Kakaobutter), die der wässrigen
Alkalilösung
unter Bedingungen ausgesetzt ist, die zu einer Verseifung eines
Teils der Kakaobutter führen.
Eine Reduktion der Fettmenge in dem Kakao vor dem Alkalisieren limitiert
die Menge der Seife, die während
des Alkalisierungsprozesses gebildet werden kann. Dies ist von speziellem
Interesse im Hinblick auf die hoch alkalisierten Kakaos (z. B. schwarzer
Kakao). Egal ob die Kakaobutter nach der Alkalisierung des Kakaos
mit niederem Fettgehalt wieder zurückgegeben wird, oder ob das
Produkt als Niederfettprodukt erhalten bleibt, die Verringerung der
Seife (speziell im Hinblick auf hoch alkalisierte Kakaos) führt zu einem
Produkt mit überragenden Fließeigenschaften,
was dazu führt,
dass das Mahlen leichter ist und ein Produkt entsteht, mit einem
verbesserten Geschmack und dadurch mit einem möglicherweise höheren kommerziellen
Wert.
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Beispiel
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Das
folgende Beispiel ist eingefügt,
um noch klarer die Art der Erfindung insgesamt zu demonstrieren.
Diese Erfindung ist beispielhaft für die Erfindung, ohne diese
zu beschränken.
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Ein
Gebinde von Kakaopresskuchen (Kakaopulver mit Fett mit einem Gewichtsanteil
zwischen 10 bis 12%) wurde von einer ersten kommerziellen Quelle
bezogen, und das Fett wurde unter Benutzung von Propan auf weniger
als 1% Fett auf eine mit dem
US
Patent 6,111,119 übereinstimmenden
Art entzogen. Nach der Herauslösung
wurde eine wässrige Lösung von
Ammoniumbikarbonat in einer ersten Dosierung zu der Probe gegeben
und eine wässrige Lösung aus
Natriumhydroxid wurde in einer zweiten Dosis zu der Probe gegeben.
Die Mischung wurde dann durch Erhitzen auf über 110°C (230°F), unter Druck für 2 bis
4 Stunden gekocht, und dann unter atmosphärischen Bedingungen für 4 Stunden
getrocknet und zum Schluss vakuumgetrocknet für 3 bis 4 Stunden. Die gesamte
Zykluszeit zum Entfetten und Alkalisieren erreichte 16 Stunden.
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Das
Produkt wurde dann in einer Pinmühle mit
einem Windsichter zu einer Feinheit von 99,5% durch eine 200er Siebraster
gemahlen. Das Produkt wurde dann in einem Rezept benutzt um eine
Waffelprobe herzustellen. Das gleiche Rezept wurde benutzt, um drei
zusätzliche
Vergleichswaffelproben herzustellen, aber statt eines entfetteten,
alkalisiert Kakaos der vorliegenden Erfindung wurde das Folgende
benutzt: (1) Kakaopulver aus einem gedutchten (oder alkalisierten)
Kakaopresskuchen aus der ersten Quelle; (2) Kakaopulver von einem
alkalisierten Presskuchen von einer zweiten kommerziellen Quelle;
und (3) Kakaopulver von einem Presskuchen von einer alkalisierten
geschälten
Kakaobohne (z. B. Nib). Da jedes der Vergleichsbeispiele einen Kakaofettgehalt
zwischen 10 bis 12% hatte, wurde der Rest des Fettgehalts der für die Waffeln
vorgegeben war für
die Waffel der vorliegenden Erfindung durch den Zusatz von Pflanzenfett
aufgestockt.
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Durch
eine Blindverkostung durch Testpersonen wurde die Waffel die mit
dem entfetteten alkalisierten Kakao der vorliegenden Erfindung im
Geschmack als vergleichbar mit der Waffel befunden, die unter Benutzung
des Kakaos des Vergleichsbeispiels (3) hergestellt wurde. Beide
Waffeln, die mit dem entfetteten alkalisierten Kakao der vorliegenden Erfindung
und die mit dem Kakao des Vergleichsbeispiels (3) wurden als besser
empfunden, als die Waffeln die mit den Vergleichsbeispielen (1)
und (2) hergestellt wurden. Es sollte festgehalten werden, dass alkalisierter
Kakao, der von der geschälten
Kakaobohne hergestellt wird, im Geschmack besser bewertet wird,
als ein aus einem Presskuchen hergestellter alkalisierter Kakao,
da etwa 90% der im Alkalisierungsprozess gebildeten Seife während der
Pressung, die der Alkalisierung der geschälten Kakaobohne folgt, entfernt
werden.