[LT] Būdas kakavos pupelėms sterilizuoti paremtas tuo, kad atrinktos ir paruoštos gamybai kakavos pupelės su lukštais po terminio apdorojimo garais apipučiamos 100-170 oC temperatūros oru. Po skrudinimo kakavos pupeles veikia 120-170 oC temperatūros riebalais. Būde numatytas variantas, kai po skrudinimo kakavos pupeles veikia 80-110 oC temperatūros cukrinių medžiagų tirpalu ir tik po to 120-170 oC temperatūros riebalais. Taip pat numatytas variantas, kad po skrudinimo kakavos pupeles veikia aukštesnio už atmosferinį slėgio garais, o po to apipurškia karštais riebalais ir džiovina 2,5 at arba aukštesnio slėgio perkaitintais garais arba tų pačių parametrų karštu oru. Būdas leidžia sumažinti bakterinį užterštumą nuo 3000000 ksv/g iki 100 ksv/g.
[EN] The present invention relates to the process for sterilization of cacao beans. Unshelled and sorted cacao beans after steaming are subjected to 100-170 oC air flow, roasted and treated at 120-170 oC with fat. If necessary, after roasting cacao beans are treated at 80-110 oC with a solution of sacharine substances. The invention also provides the treatment of cacao beans with high-pressure steam, after roasting, deposit of hot fat by spraying and draying at 2,5 at or at a higher pressure. Process enables reducing bacterial contamination of cacao beans from 3000000 to 100 CFU/mL.
[0001] Būdas priklauso kakavos ruošimo produkcijos gamybai technologijai ir gali būti taikomas konditerijos, farmacijos ir kitose srityse, kur kakavos pupelės naudojamos kaip žaliava. Kakavos pupeles ruošiant produktų gamybai susiduriama su sterilizacijos problema.
[0002] Maisto pramonėje žinomi įvairūs sterilizavimo būdai: tiesioginio ir netiesioginio kaitinimo bei mišrieji [BOROWSKI, K.L.; AYRES, C. A. "Thermobacteriology of UHT prossed foods". Developments in Food Microbiology (1982 1, 119 - 152 [En, 14 (ref.) Campden Food Preservation Ress., Chipping Campden GL 55 6 LD. UK.].
[0003] Žinomų veiksnių pagrindu sukurta įvairių būdų kakavos masei sterilizuoti, pavyzdžiui: sterilizuojama sutrintas kakavos pupeles maišant su vandeniu ir po to kaitinant iki sterilizavimo temperatūros, kuri šiek tiek palaikoma surinkimo bunkeryje [JP 86 - 314199, A23 G 01/02; 1986 1225].
[0004] Kitas būdas, kuriuo susmulkintos kakavos pupelės sterilizuojamos perkaitintais garais, po to žaliava sijojama ir šis procesas kartojamas kelis kartus [JP 92 - 324098. A 23G 0l/00, 1992 1203].
[0005] Žinomas dar vienas būdas kakavos masei sterilizuoti [DE 3328298. A 23 G01/02. 1983 0805]. Čia žaliava sterilizuojama jai judant nepertraukiamu srautu slėgio aplinkoje. Nuo trinties žaliava kaista iki temperatūros, aukštesnės nei vandens garavimo taškas, po to masė šaldoma vakuume. Ciklas kartojamas kelis kartus.
[0006] Dar vienas būdas, kai kakavos pupelės sterilizuojamos naudojant vibracijas ir trinties temperatūrą [EP 97112356.7 - 2114 A23 G01/02, 1997].
[0007] Nurodytų būdų bendras trūkumas yra tas, kad atrinktas gamybai kakavos pupeles trupina, nuo kakavos pupelių branduolių atskiriami kakavos lukštai su gemalais, po to branduoliai nukreipiami į tolimesnį gamybos procesą, o lukštai su gemalais patenka į atliekas. Lukštų paviršiuje susikaupia beveik visi mikrobiologiniai teršalai, o atskirti visų lukštų iš kakavos pupelių nepavyksta. Be to, trupinant dalis teršalų nuo lukštų patenka į kakavos branduolių kruopas, taigi mikroorganizmai praktiškai pasiskirsto visoje susmulkintoje kakavos masėje. o tai apsunkina tokios masės sterilizaciją·
[0008] Artimiausias analogas - tai būdas, įgyvendintas įrangoje BUHLLER SLS. Čia kakavos pupelės su lukštais sterilizuojamos veikiant vandens garais 30 - 40 sekundžių 12 - 14 ata slėgyje. Kakavos lukštų drėgmė nuo 11 - 13% pakyla iki 30 - 35%, kakavos branduolių drėgmė siekia 5 - 7%. Lukštai įkaista nuo 20 °C iki 130 °C temperatliros, o branduolių temperatūra siekia apie 90ºC [BUHLLER SLS Kakaobohnen-Debakterisierung Schematische Funktions-Darstellung]. Po sterilizacijos kakavos pupeles džiovina, trupina, atskiria lukštus ir nukreipia juos į atliekas, o branduolius nukreipia produkcijos gamybai.
[0009] Šios technologijos trūkumas yra tas, kad kakavos lukštai po sterilizacijos proceso dar nėra pakankamai apdoroti, kad įgautų tinkamas savybes produkcijos gamybai, todėl jie patenka į atliekas. Be to, dar reikalingas aukštų parametrų garas 12-14 ata slėgio.
[0010] Patentuojamojo išradimo technologijoje šių trūkumų išvengiama.
[0011] Šiuo išradimu siekiama patikimai sterilizuoti kakavos pupeles su lukštais ir suteikti lukštams naujas savybes: trapumą bei traškumą, kad būtų galima juos naudoti produkcijos gamybai. Tai pasiekiama po valymo ir rūšiavimo atrinktas gamybai kakavos pupeles termiškai apdorojant garais, po to apipučiant 100 - 170 °C temperatūros oro srautu, skrudinant ir džiovinant nuo 80 iki 170 ºC temperatūroje, po to veikiant nuo 80 iki 170 °C temperatūros riebalais, pavyzdžiui, kakavos sviestu, po to, jei reikia, kakavos pupeles džiovina.
[0012] Be to, jei reikia, kakavos pupeles (dar su lukštais) po skrudinimo veikia nuo 40 iki 150 °C temperatūros cukrinių medžiagų tirpalu, pavyzdžiui, redukuoto cukraus tirpalu arba vandens garais, arba karštu vandeniu, ir tada pupeles veikia riebalais, po to, jei reikia, kakavos pupeles džiovina, smulkina į kruopas ir kartu su lukštais nukreipia į takiosios masės gamybos operaciją.
[0013] Figūroje pavaizduota kakavos pupelių sterilizacijos procesų seka: pirminis kakavos pupelių valymas 1, valymas - rūšiavimas 2, sausas kakavos pupelių valymas 3, drėgnas kakavos pupelių valymas 4, džiovinimas - skrudinimas 5, kakavos pupelių įmirkymas cukrinių medžiagų tirpalu 6, vandens garais arba karštu vandeniu, vandens pertekliaus pašalinimas nuo kakavos pupelių 7, kakavos pupelių su lukštais veikimas riebalais - operacija 8. Čia bloke 8 pažymėta atliekama viena iš operacijų: kakavos pupelių įmirkymas riebalais 8.1 arba kakavos pupelių apipylimas riebalais 8.2, arba kakavos pupelių apipurškimas riebalais 8.3. Po to, jei reikia, kakavos pupeles džiovina.
[0014] Būdo įgyvendinimas.
[0015] Pirminiu valymu 1 iš kakavos pupelių pašalina priemaišas, po to valymo rūšiavimo operacijoje 2 žinomais technologiniais būdais dar kartą šalina pašalines medžiagas bei netinkamas gamybai kakavos pupeles. Skirtas gamybai kakavos pupeles operacijoje 3 sausai valo, tada, jei reikia, nukreipia į operaciją 4 drėgnam valymui. Čia kakavos pupeles apiplauna 80 - 100 °C temperatūros vandeniu arba vandens garais. Į pupeles papildomai įsigeria 7 - 12% vandens - tai priklauso nuo kakavos pupelių kokybės (pupelių dydžio, pradinės drėgmės ir t.t.). Paskui kakavos pupelės nukreipiamos į džiovinimą-skrudinimą 5, kurį atlieka 80 - 170 °C temperatūroje. Kakavos pupelių žaliavos lukštų riebumas yra nuo 1 iki 1.5%, kakavos pupelių skrudinimo metu vyksta riebalų migracija iš branduolio į lukštą. Į lukštą papildomai įsigeria dar nuo 1 iki 1.5% riebalų. Į riebalų įmirkymo operaciją 8 nukreiptų kakavos pupelių lukštų riebumas yra nuo 2 iki 3%. Kakavos pupeles veikia 80 - 170 ºC temperatūros riebalais.
[0016] Skrudintas kakavos pupeles nukreipia į operaciją 6 ir įmirko cukrinių medžiagų tirpalu arba karštu vandeniu, arba vandens garais.
[0017] Gamyboje ne visada reikia įvesti cukrines medžiagas, todėl operacija 6 parodyta nuošalėje. Kadangi cukrinės medžiagos ar vanduo įvedamos tirpalo pavidalu, kakavos pupelių paviršiuje susikaupia drėgmės perteklius, todėl kakavos pupeles džiovina arba nupučia vandenį nuo paviršiaus, operacija 7. Siekiant išvengti redukuotų cukrinių medžiagų karamelizacijos, mirkoma 40 - 112 ºC temperatūros tirpalu, pavyzdžiui, redukuoto cukraus arba sorbitolio tirpalu. Pupelės įmirkomos apipurškiant tam, kad kakavos lukštai įgautų vartojamąsias savybes bei trapumą, taip pat padidėtų cukraus kiekis jose. Paveiktas cukraus tirpalu arba karštu vandeniu, arba vandens garais kakavos pupeles apipučia karštu oru vandens pertekliui pašalinti, jei yra vandens perteklius ant kakavos pupelių paviršiaus 7. Karšto oro temperatūra 70 - 110 ºC.
[0018] Siekiant suteikti kakavos pupelių lukštams vartojamąsias savybes ir pagerinti prastesnių kakavos pupelių savybes bei pašalinti mikrobiologinį užterštumą, jas veikia riebalais 8. Riebalų įvedimo yra keli būdai - jų pasirinkimas priklauso nuo reikiamo įvesti riebalų kiekio. Kakavos pupeles įmirko 8.1 kakavos riebalais arba pupeles apipila 8.2 riebalais, arba kakavos pupeles apipurškia riebalais 8.3. Operacijų sekos parinkimo tvarka nuo 8.1 eina mažėjančių riebalų kiekio kitose operacijose iki 8.3, esant visoms likusioms technologinio proceso vienodoms sąlygoms (temperatūrai, išlaikymo riebaluose laikui ir t.t.). Tinkamiausią būdą pasirenka pagal iš anksto siekiamą kakavos lukšto riebumą. Kai kakavos lukšto riebumas siekia 8 - 24%, kakavos pupeles įmirko 8.1, kai siekia 5 - 15% lukšto riebumo, kakavos pupeles apipila riebalais, kai lukštų riebumas siekia 3 - 12%, kakavos pupeles apipurškia riebalais. Įvedimo būdas parenkamas įvertinus kakavos rūšį, prinokimo laipsnį, fermentacijos kokybę, kakavos pupelių drėgmę. Jei padidėjęs kakavos pupelių mikrobiologinis užterštumas, tada kakavos pupelės skrudinamos iki 170 °C temperatūros.
[0019] Kai kakavos pupelės neapdorojamos cukriniu tirpalu,kakavos pupelės, po drėkinimo apdorotos aukštesnio už atmosferinį slėgį garais ir apipurkštos riebalais, yra džiovinamos perkaitintais garais arba karštu oru.
[0020] Aukščiau aprašytos sterilizacijos technologinio proceso temperatūros parenkamos priklausomai nuo mikrobiologinio kakavos pupelių užterštumo ir nuo gamyboje taikomų terminio apdorojimo tikslų: džiovinimo ir skrudinimo bei papildomų riebalų kiekio įvedimo į kakavos pupeles, be to, turi būti atsižvelgta į kakavos pupelių ir perkaitintų garų ar karšto oro temperatūras, kad nesusidarytų vandens kondensatas ant kakavos pupelių paviršiaus.
[0021] 1 Pavyzdys
[0022] Po sauso ir drėgno valymų, t.y. operacijų 1, 2, 3, kakavos pupeles operacijoje 4 apiplauna 80 - 100 °C temperatūros vandeniu. Čia į kakavos lukštus įsigeria iki 30% vandens, o vanduo kakavos pupelės branduolyje kaupiasi tik paviršiuje ir sudaro 1 - 2%, bendras kakavos pupelių drėgnumas 5 - 7%. Po to kakavos pupeles įmirko 90 - 145 ºC temperatūros cukrinių medžiagų tirpalu 6 ir, siekdami padidinti cukrinių medžiagų difuziją į kakavos pupelių lukštą, pašalina vandens perteklių 80 - 140 ºC temperatūros oro srautu 7 ir toliau apipila 120 - 170 ºC temperatūros riebalais 8.2. Kakavos pupelių lukštai įgeria 9 - 14% riebalų. Toliau kakavos pupelės skrudinamos 5 (80 - 170 ºC temperatūroje) ir smulkinamos į kruopas 9. Toliau kakavos pupelės su lukštais nukreipiamos į gamybą. Operacijų metu mažinamas kakavos pupelių biologinis užterštumas. Pradinis kakavos pupelių mikroorganizmų kiekis buvo 260000 kvs/g, po operacijų 4, 6 ir 7 mikroorganizmų buvo 177000 kvs/g, o paveikus riebalais 8 operacijoje mikroorganizmų liko 9600 kvs/g, po džiovinimo ir skrudinimo operacijos 5 užterštumas siekė tik 3300 kvs/g.
[0023] 2 Pavyzdys
[0024] Po sauso ir drėgno valymų, t. y. operacijų 1,2, 3, kakavos pupelės nukreipia į džiovinimą-skrudinimą 5, kurį atlieka 80 - 170 °C temperatūroje, po to jas veikia riebalais 8.
[0025] Prieš procesą kakavos pupelėse bendras bakterinis užterštumas buvo 3000000 kvs/g, iš jų enterobakterijų ir koliforminių bakterijų, Escherichia coli, mielių bei pelėsių bendras kiekis buvo 1100 kvs/g. Po proceso bendras bakterijų kiekis sudarė tik 100 kvs/g, o Enterobacteriaceae, koliforminių bei Escherichia coli rasta mažiau nei 030 kvs/g, o mielės ir pelėsiai sudarė mažiau nei 10 kvs/g. Taigi šio proceso rezultate bendras bakterijų kiekis sumažėjo 3x 104 karto. Procesas garantuoja SalmonelIa spp sterilizaciją, jei ji pasitaiko žaliavoje.
[0026] 3 Pavyzdys
[0027] Kai naudoja pupeles, kurių kokybė tenkina technologinių procesų reikalavimus, pavyzdžiui, "Ivory Coast", bet mažai redukuoto cukraus, būdas įgyvendinamas tokia tvarka. Kakavos pupeles valo 1, rūšiuoja 2, sausai valo 3, pavyzdžiui, mechaniniais šepečiais, plauna 4, įmirko cukrinių medžiagų tirpalu 6, po to kakavos pupelių paviršiuje esantį vandens perteklių pašalina 7, toliau kakavos pupeles džiovina-skrudina 5. Skrudintas kakavos pupeles veikia riebalais 8 ir nukreipia takiosios masė gamybai.
[0028] Kai prekinėse kakavos pupelėse pradinė drėgmė mažesnė už 4%, jas po pirminio valymo ir valymo - rūšiavimo 2 skrudina 120 - 170 ºC temperatūros riebalais. Tokioje temperatūroje kakavos pupelės sterilizuojamos. Po to kakavos pupeles smulkina į kakavos kruopas, kurių drėgmė apie 2.5%. Į smulkinamąją masę įveda trūkstamus riebalus ir kitas medžiagas pagal nurodytus režimus.
[0029] Daug kartų termiškai apdorojant kakavos kruopas bei takiąją masę, siekiant išvengti neigiamo poveikio aromato susidarymui, kakavos pupeles skrudina vieną kartą aukštesnėje nei 100 °C temperatūroje, o kitus terminius poveikius atlieka ne ilgiau kaip 3 minutes arba terminio poveikio temperatūrą palaiko žemesnę negu skrudinimo.
[0030] 4 Pavyzdys
[0031] Kakavos pupeles po valymo operacijų 1 - 4 ir skrudinimo 5, kai kakavos pupelių skrudinimo temperatūra 120 - 130 ºC, veikia virš atmosferinio slėgio garais 7. Tada kakavos pupelių lukštuose vandens kiekis padidėja iki 5 - 20%. Po to kakavos pupelės apipurškiamos riebalais slėgio aplinkoje. Po to kakavos pupelės džiovinamos 2,5 ata slėgio perkaitintais garais arba tų pačių parametrų karštu oru.
1. Būdas kakavos pupelėms sterilizuoti, apimantis kakavos pupelių valymą, rūšiavimą, terminį apdorojimą garais ir skrudinimą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad kakavos pupeles po skrudinimo apdoroja garais, veikia 80 - 170 °C temperatūros oro srautu ir po to kakavos pupeles su lukštais veikia 120 - 170 °C temperatūros riebalais.
2. Būdas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad apdorojimą garais atlieka ne mažesnio nei 2,5 at slėgio perkaitintais garais.
3. Būdas pagal 1 - 2 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad veikia aukštesniu už atmosferinį slėgį oro srautu.
4. Būdas pagal 1 - 3 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad poveikį riebalais atlieka už atmosferinį aukštesnio slėgio riebalais.
5. Būdas pagal 1 - 4 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad kaip riebalus naudoja kakavos sviestą.
6. Būdas pagal 1 - 5 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad kakavos pupeles po skrudinimo veikia 80 - 150 °C temperatūros cukrinių medžiagų tirpalu.