Вся электронная библиотека >>>

 Производство шоколада >>>

   

 

Физико-химические основы переработки какао бобов


Раздел: Производство

   

Изменение белков

  

 

Наличие в белках ферментированных (товарных) какао бобов фракций, растворимых в чистой воде и в слабых кислотах (альбумины, проламины, глютелины), позволяет предполагать возможность частичного гидролиза белка при термической обработке, Образование в клетках семядолей бобов при нагреве паров влаги и кислот, расширение контакта с молекулярными компонентами клеток, в том числе с белками, создает предпосылки для гидролиза белка. Отмеченные в работе случаи увеличения суммарного содержания свободных аминокислот или незначительного их снижения в обжаренных какао бобах Нигерия, Камерун мы склонны были отнести за счет гидролиза белка. С целью подтверждения этого было проведено определение аминокислотного состава бобов Камерун, подвергнутых термической обработке различной продолжитель - ности ( 19)

Наибольшие изменения в количественном отношении претерпела глутаминовая кислота, остаточное содержание которой составило через 20-30 мин нагрева 42,1-40,2%. До 68,6% снизилось содержание лейцина (через 20 мин нагрева), до 73,0% - фенилаланина, до 78,8% - изолейцина, до 58,1% - гистидина (через 15 мин нагрева). Остальные кислоты сохранились в большей степени.

Данные наглядно показывают, что наряду с реакцией взаимодействия аминокислот с сахарами, которая подтверждается снижением одновременно свободных аминокислот и восстанавливающих Сахаров, происходит разложение белка в результате гидролиза с образованием дополнительных количеств свободных аминокислот. Накопление отдельных кислот наблюдается через различные определенные промежутки времени нагрева. Прежде всего через 20 мин нагрева накапливаются лизин, гистидин, аргинин; (через 15 мин нагрева их содержание минимально). После 25-минут - ного нагрева возрастает количества валина (на 2,6%), метионина (на 18,8%), изолейцина (на 2,9%), лейцина (на 16,7%), тирозина (на 2,4%), фенилаланина (на 20%). Данные приведены в сравнении с минимальными достигнутыми значениями.

Через 30 мин термической обработки содержание указанных выше аминокислот возросло еще более значительно. Так, увеличилось на 27,8% по сравнению с исходным содержание валина, пролина на 17,0%, аланина - на 45,5%, метионина - на 16%, аргинина - на 42,6%, триптофана - на 60,7%, аспарагиновой кислоты - на 81,5%, лизина - на 18,6%. Исключение составили глутаминовая кислота и лейцин, количество которых осталось меньше, чем в исходных бобах. Это еще раз подчеркивает значительное влияние продуктов химического взаимодействия и изменения глутаминовой кислоты, лейцина, фенилаланина, гистидина на возникновение аромата и его специфику. При этом следует также учитывать не только степень изменения содержания, но и исходные количества той или иной аминокислоты. Из перечисленных аминокислот наибольшее содержание обнаружено для таких аминокислот, как лейцин, фенилаланин, глутаминовая.

Обращает на себя внимание значительное количество тирозина в бобах и снижение его содержания в процессе термической обработ - ки, что может быть вызвано не только сахароаминной реакцией, но и окислением при участии полифенолоксидазы. В товарных какао бобах, как можно полагать исходя из применяемых на плантация* условий ферментации, остается полифенолоксидаза в активном состоянии. Окисление тирозина, безусловно, влияет на покоричневение какао бобов в процессе термической обработки.

Как показывают приведенные данные, претерпевают изменения и незаменимые аминокислоты, определяющие биологическую ценность продуктов (20).

Из таблицы видно, что наибольшие изменения претерпевают лейцин и фенилаланин, наименьшие - валин, метионин и лизин. Суммарное содержание незаменимых свободных аминокислот достигает минимального значения через 20 мин нагрева бобов и составляет 85,4% от исходного их содержания. Однако через 25-30 мин нагрева их количество на 11,8-26,4% превосходит исходное содержание вследствие гидролиза белка.

Таким образом, от продолжительности термической обработки зависит содержание свободных аминокислот, в том числе незаменимых, и биологическая ценность продукта, возможность изменения и усиления аромата в результате вступления в химические реакции дополнительных количеств высвободившихся из белка аминокислот. Наилучшие органолептические показатели имели какао бобы после 15-20 мин термической обработки, но они имели различную биологическую ценность.

Белки какао бобов различных товарных наименований, по-видимому, обладают неодинаковой способностью гидролизоваться и в разной степени могут покрыть убыль свободных аминокислот при нагреве.

изменения липидов. При термической обработке какао бобов неизбежны изменения липидов, поскольку продолжительное время продукт находится при температуре 100°С и выше (140-180°С).

Мы не встречали в литературе информации, посвященной систематизации исследований изменения липидов в зависимости от темпера- турно-временных режимов обжаривания какао бобов. При выборе режимов термической обработки этому вопросу уделяется недостаточ» но внимания. Данные о жирнокислотном составе и показатели какао масла различаются, иногда значительно. Наряду с влиянием сорто - вых особенностей бобов, условий сушки, хранения, метода выделе - ния масла и анализа проявляется также, по нашему убеждению, влияние различий условий термической обработки.

Исследование какао масла для полной характеристики его три- глицеридного состава, физических и химических свойств в зависимости от условий обжаривания бобов очень сложно из-за различных условий экспериментального и промышленного его выделения.

Мы ставили перед собой задачу проследить, меняется ли жирно- кислотный состав какао масла при термической обработке бобов в связи с разрушением микроструктуры ткани, мембранных пептид — липидных слоев и какие кислоты входят в состав конституционного, жира.

Компоненты жирных кислот определяли методом исследования метиловых эфиров газожидкостной хроматографией. Принцип метода заключается в этерификации жирных кислот с метанолом. Образцы экстракционного масла получены из сырых и обжаренных какао бобов по видоизмененному нами методу Д.И. Кузнецова и Н.Л. Гришиной [is].

В масле, выделенном из обжаренных какао бобов: экстракцией и особенно прессованием, суммарное количество насыщенных кислот возрастает на 1-2% против исходного. Это позволило сделать заключение о преимущественном содержании в липидах мембранных слоев насыщенных жирных кислот и высвобождении липидов при термической обработке какао бобов и дополнительно при нагреве какао тертого при прессовании.

Изменения липидов при воздействии на них тепла в условиях, при которых возможно усиление контакта с влагой, воздухом, характеризовалось нами кислотным, и перекисным числами          и коэффициентом рефракции (21).

Какао масло, экстрагированное из обжаренных бобов, имело по сравнению с таковым из сырых бобов меньшие значения кислотного (на 14%) и перекисного (на 52,5%) чисел. Это указывает на одновременно идущие при нагреве бобов процессы окисления жирных кислот с образованием жирнокислотных перекисей и самопроизвольное окисление последних с образованием свободных радикалов на первой стадии.

В ранних работах (1957 г.), проведенных нами совместно с А.Т. Птушкиным и 3.3. Степанович под руководством проф. А.Л. Соколовского, была отмечена различная закономерность в изменении кислотного и перекисного чисел какао масла в зависимости от способа нагрева и технологических параметров.

При большой длительности нагрева бобов при мягких режимах наблюдается медленное снижение кислотного и перекисного чисел (обработка в цилиндрическом аппарате).

Высокочастотная обжарка какао бобов: настолько интенсифицирует химические процессы, что после значительного снижения кислотного и перекисного чисел в первый момент (3 мин) далее происходит их непрерывное увеличение. Та же закономерность получена для бобов, обжаренных в шаровом аппарате с использованием дымовых газов в качестве теплоносителя, т.е. при недостатке кислорода в среде.

Наряду с изменением липидов, находящихся в свободном состоянии в клетках ткани бобов, происходит перекисное окисление липидов в мембранных структурах, что приводит, по-видимому, к деградации клетки. Облегчается измельчение бобов до получения тонкодиспер - тированного какао тертого и выделение масла.

Высокое исходное содержание перекисных соединений в липидах товарных бобов, превосходящее их количество в обжаренных, свидетельствует об окислении липидов при ферментации и сушке бобов.

Свободаорадикальное окисление липидов в мембранах клеток зародыша, по-видимому, является одной из причин литических процессов, гибели клеток и потери всхожести семян.

Перекисное окисление липидов мембран в определенной степени играет положительную роль, способствуя деградации клеток и высвобождению из них какао масла и других молекулярных компонентов. Продукты окисления перекисей (альдегиды, кетоны, кислоты) могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на аромат какаопродуктов.

Изменение Фенольных соединений. Исследованию фенольных соединений посвящены работы отечественных и зарубежных исследова - телей. В них отражены взгляды на роль фенольных соединений в формировании вкусовых и ароматических качеств в какаопродуктах и значительное внимание в связи с этим уделено изменению полифенолов какао бобов при термической обработке.

Уменьшению содержания ( -) -эпикатехина и ( +) -катехина в обжаренных какао бобах по сравнению с сырыми приписывается положительное влияние полифенолов на формирование вкуса и аромата при термической обработке. Качественный состав полифенолов остается неизменным. Снижение количества катехинов является результатом окисления и конденсации фенольных соединений.

Йз этого следует, что общей характеристикой окислительного процесса полифенолов может быть содержание окисленных форм полифенолов, нерастворимых в воде. Мы характеризовали интенсивность окислительных процессов при термической обработке какао бобов содержанием этой фракции полифенолов (дубильные вещества), которую определяли перманганатным методом.

Степень окисления дубильных веществ зависит от контакта с кислородом воздуха. Воздух, находящийся внутри клеток в незначительном количестве, как показали исследования, не может иметь существенного значения, и окислительные процессы зависят от степени разрыхления ткани бобов вследствие выделения пдаов воды и кислот. Наиболее интенсивное и равномерное разрыхление ткани обеспечивает высокочастотный нагрев. Этому соответствует и более высокая степень окисления дубильных веществ (58,2%; по сравнению с таковым при конвективном и кондуктивном подводе тепла (22,2-26,1%). Промежуточное место занимает радиационный способ нагрева какао бобов.

1.         Степень окисления дубильных веществ при термической обработке зависит от степени разрыхления при нагреве ткани семядолей бобов, обеспечивающего контакт с кислородом воздуха.

2.         Степень разрыхления ткани и степень окисления дубильных веществ зависят от способа нагрева и от температуры, достигаемой бобами. Оптимальные температуры ядрЗа бобов лежат в интервале 140-180°С, что достаточно хорошо согласуется с данными исследований микроструктуры бобов.

3 Наиболее полное разрыхление ткани семядолей бобов и окисление дубильных веществ достигаются при высокочастотном и радиационном способах нагрева.

4. Степень окисления дубильных веществ является фактором, определяющим степень проявления горько-вяжущего вкуса какаопродук-

Значительные размеры какао бобов являются препятствием для многих физико-химических процессов, протекающих при нагреве. В связи с этим, как показали исследования, более эффективной является термическая обработка какао крупки.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Физико-химические основы переработки какао бобов

 

Смотрите также:

 

 Белковые вещества. Свойства белков

Денатурация белков — сложное явление, в основе которого лежит изменение вторичной, третичной и четвертичной структуры белковой молекулы при сохранении первичной структуры.

 

Содержание белка в пшенице. Белковые вещества зерна пшеницы

Много белка также в зародыше. Содержание белка в эндосперме меньше, чем в целом зерне.
Изменения содержания белка и других признаков зерна в зависимости от размеров зерна...

 

Белки семян масличных культур

Белки семян масличных представляют собой смесь близких ;по своим свойствам белков.
тепловую денатурацию белковых веществ, что приводит к изменению их растворимости.

 

Факторы, влияющие на выход и качество клейковины зерна...

Сульфгидрильные соединения оказывают действие непосредственно на белки клейковины, вызывая глубокое изменение их физических свойств.

 

Биохимические процессы, обмен веществ и энергии у животных

Закономерное обеднение тканей водой связано с изменением коллоидного состояния белков этих тканей.