مقاله فرآیند تولید کاکائو

بخشی از مقاله

چکیده:

کاکائو، به دانه های چرب تخمیر شده و خشک شده درخت کاکائو اطلاق می شود. دانه های کاکائو تخمیر، خشک، بو داده و خرد می شوند.اولین مرحله در تولید کاکائو برداشت غلاف کاکائو است. دانه ها را از غلاف خارج می کنند و وارد مرحله خشک کردن می شود.مرحله بعد تخمیر است فرآیند تخمیر دارای دو فاز است: :1فاز بی هوازی،:2 فاز هوازی.کلا فعالیت آنزیم ها در طی تخمیر کوتاه است.

پروتئین های ذخیره شده توسط اندوپروتئاز داخل سلولی آسپارتیک و کربوکسی پپتیداز تبدیل به الیگوپپتید های آبدوست و اسید های آمینه هیدروفوب می شود. با فعالیت اینورتاز پالپ ساکارز به گلوکز و فروکتوز هیدرولیز می شود. به وسیله گلیکوزیدازها ، آنتوسیانین ها به آنتوسیانیدین و قند هیدرولیز می شود، خشک کردن دانه کاکائو تخمیر شده فرآیندی ضروری است و سپس دانه برشته می شود سپس پودر کاکائو شکل میگیرد.

.1مقدمه:

کاکائو، به دانه های چرب تخمیر شده و خشک شده درخت کاکائو اطلاق می شود. کاکائو را بیشتر مردم تحت عنوان شکلات کاکائویی میشناسند. همچنین به پودر خشکی که با آسیاب نمودن و گرفتن چربی دانه کاکائو به دست می آید هم کاکائو می گویند.تخمیر کاکائو یکی از مراحل اصلی شکل گیری کاکائو خوراکی است.در طول فرآیند تخمیر پیش سازهای عطر و طعم کاکائو شکل میگیرد.

این گیاه از نظر خواص و خصوصیات، به قهوه شباهت دارد. کاکائو یک منبع سرشار از آنتی اکسیدان ها و شامل مقدارفراوانی از منیزیم و آهن است.غلظت آنتی اکسیدان ها در کاکائو 3-2 برابر قوی تر از چای سبز و 5-4 برابر چای سیاه است. کاکائو به عنوان دارویی انرژیبخش، شادیآفرین و تقویتکننده قلب شناخته میشود.

.2کاکائو:

مواد جامد کاکائو از دانه های حاصل از میوه ی تئو بروما کاکائو - Theobroma Cacao - و از خانواده - Sterculiaceae - بدست می آید. درخت کاکائو در طول جغرافیایی 20 ° شمالی و 20 ° جنوبی که شرایط آب و هوایی مناسب رشد کاکائو را داراست، کشت می شود. . درخت کاکائو نیاز به آب و هوای مرطوب، بارش منظم باران، خاک خوب و مقداری سایه دارد.22 گونه از کاکائو وجود دارد اما فقط چند گونه از آن استفاده تجاری دارند غرب آفریقا، جنوب شرقی آسیا و آمریکای جنوبی مناطق اصلی کشت کاکائو هستند.

پنج کشور بزرگ تولید کننده کاکائو ساحل عاج، غنا، اندونزی، برزیل و نیجریه می باشند. تولید جهانی کاکائو از نوع Forastero با دانه های کوچک، مسطح و ارغوانی رنگ حاصل می شود، نوع دیگر دانه کاکائو نوع کمیاب Criollo است که سفید رنگ بوده و طعم ملایمی دارد. Trinitario هیبرید مقاوم به بیماری دو نوع قبلی است و به عنوان دانه ای معطر حدود 3 درصد از تولید جهانی را به خود اختصاص داده است. پودر کاکائو از دانه های کاکائو که در غلاف - نیام - درخت کاکائو رشد می کنند به وجود می آید.

دانه های کاکائو تخمیر، خشک، بو داده و خرد می شوند. دانه های خرد شده مجدد آسیاب می شود تا حدود %75 کره کاکائو از آن حاصل شود و خمیر مایه قهوه ای تیره از آن به جا می ماند که chocolate liquor نام دارد که پس از خشک کردن دوباره، خمیر کاکائو به پودر کاکائو تبدیل می شود . دانه های کاکائو باید در برگ موز تخمیر، خشک، بو داده و فشرده شوند تا روغن گیاهی از آن خارج شود. برای به دست آوردن پودر کاکائو خالص، بهترین دانه های کاکائو در دمای پایین آسیاب می شوند تا مواد مغذی و طعم آن محفوظ مانده واز بین نرود.

.3تولید کاکائو:

.3,1برداشت غلاف:

پس از کاشت، بعد از 2 سال غلاف ها شروع به رشد میکنند. باید غلاف برسد تا آماده برداشت شود.اگر غلاف ها بیش از حد روی درخت بماند دانه ها شروه به جوانه زدن می کنند که این کار روی عطر و طعم کاکائو پس از تخمیر و خشک کردن اثر منفی دارد. پس از برداشت غلاف را در جای خشک ، سرد و به دور از رطوبت باران نگهداری می کنند. هر غلاف کاکائو دارای پوسته زبر و چرم مانندی است که تقریباً 1/5 اینچ ضخامت دارد. داخل غلاف، گوشت باریک صورتی رنگی وجود دارد که شیرین مزه است، اما قابل خوردن نیست.

داخل این گوشت، 30 تا 50 دانه که ظاهر آنها شبیه دانه بادام است وجود دارند. این دانه ها نرم بوده و به رنگ صورتی یا بنفش هستند. به محض این که دانه ها می رسند، غلاف ها را با استفاده از چاقوی منحنی که روی تیرک بلندی قرار گرفته جدا می کنند. سپس غلاف را باز می کنند و اجازه می دهند تا محتویات آن خشک شود و برای مرحله ی بعدی که تخمیر دانه است آماده شود. بعد از خشک شدن، دانه ها را در می آورند و روی هم داخل کوزه یا روی شبکه ای انبار می کنند.

دانه های کاکائو را پخش می کنند و مدام آنها را زیر و رو می کنند تا دانه ها خشک شوند. هنگامی که کشت گیاه در مقادیر زیاد صورت می گیرد، این عمل را به وسیله ی سینی های بسیار بزرگ انجام می دهند. این سینی ها را یا زیر نور آفتاب قرار می دهند یا در سایه و تحت حرارت مصنوعی می گذارند تا دانه ها خشک شوند. در نهایت، دانه ها را با کمک پای برهنه بهم آمیخته، لگد مال و له می کنند و گاهی، در طول انجام این فرایند، خاک رس قرمز را با آب مخلوط نموده و روی دانه ها می پاشند تا دانه ها خوشرنگ تر شوند. با انجام این عمل، دانه ها براق تر شده و همچنین از کپک زدگی آنها در طول حمل و نقل به کشورهایی که کاکائو در آن نواحی کشت نمی شود، جلوگیری به عمل می آید . برای تولید تقریباً نیم کیلو شکلات، به 400 دانه کاکائو نیاز داریم.

.3,2تخمیر:

فرایند تخمیر شامل جدا کردن دانه های کاکائو از پوسته ی بیرونی و درونی میوه آن است . دانه های کاکائو را به جعبه های چوبی مخصوصی منتقل کرده و آنها را به طور طبیعی در معرض میکروارگانیسم های موجود در محیط قرار می دهند. در طول فرآیند تخمیر ، فعالیت های میکروبی بیرون دانه کاکائو باعث ایجاد تغییرات بیوشیمیایی و فیزیکی در داخل دانه و همچنین تغییر در ظاهر دانه مشاهده می شود.در ابتدا دانه دارای رنگ صورتی هست، اما به تدریج رنگ آن به رنگ تیره تغییر کرده و لعاب آن حذف می شودکه این تغییر رنگ اکسیداتیو است. هرچه به پایان تخمیر نزدیک می شویم رنگ دانه به سوی نارنجی- قهوه ای پیش می رود. میکروارگانیسم ها به تجزیه خمیر پرداخته و در مقابل با ایجاد فرایندهای بیوشیمیایی و فیزیکی، عطر و طعم شکلات را ایجاد می کنند.

این فرآیند در دو مرحله و دو مکان مختلف انجام می شود:

=1تخمیر قند ها در خمیر با پالپ اطراف دانه های کاکائو، که قند در ابتدا به الکل و سپس به استیک اسید تبدیل می شود.

-2استیک اسید تولید شده به داخل پوسته دانه ها نفوذ کرده و باعث ایجاد واکنش های بیوشیمیایی منجر به تشکیل طعم شکلات از پیش سازها می شود توسعه پیش سازهای عطر و طعم شامل عمل های مختلف میکرو ارگانیسم ها در خمیر کاکائو و عمل آنزیم در کربوهیدرات ها، پروتئین و پلی فنل ها در دانه های کاکائو است. بر خلاف بسیاری از سایر مواد در تخمیر اولیه، آنزیم های درونی نقش حیاتی در توسعه عطر و طعم کاکائو را بازی کند.

پالپ اطراف دانه در داخل غلاف محیط مناسبی برای رشد میکروارگانیسم ها است چون دارای مقدار قند زیادی است.دانه کاکائو دارای انواع مختلفی از میکروارگانیسم ها هستند مثل: استوباکتر، انتروباکتر،آئروموناس، اروینیا، پروپیونی باکتریوم، مخمر و ... . تعداد کل میکروارگانیسم ها در 36-24 ساعت اول را افزایش می دهد 106-105 - ارگانیسم در هر گرم - و پس از آن تثبیت و یا به تدریج کاهش می دهد فرآیند تخمیر دارای دو فاز است:

:1 فاز بی هوازی: در 48 ساعت اول رخ می دهد - پالپ اجازه گردش هوا را نمی دهد - .توسط مخمر قند پالپ تبدیل به الکل و اتانل می شود. افزایش دما به دلیل واکنش های گرمازا رخ می دهد در این مرحله اسید لاکتیک تولید می شود .

مخمر های شرکت کننده در تخمیر کاکائو، تولید آنزیم پکتینولیتیک میکنند که باعث شکستن دیواره سلول های پالپ می شود. این عمل باعث می شود دانه ها به راحتی از غلاف خارج شود و همچنین فضای بین دانه ها به هوا اجازه گردش بهتر را میدهد. دانه توسط اسید استیک و اتانول کشته میشود که معمولا در روز دوم رخ می دهد و حرارت در تخمیر تنها در ایجاد رنگ نقش دارد.

:2 فاز هوازی: روز 3ام به بعد انجام می شود و شامل دو بخش است: فاز :1 باکتری های اسید لاکتیک:

باکتری های اسید لاکتیک در ابتدای تخمیر فعالیت دارد، اگرچه مخمرها غالب هستند اما فعالیت مخمر به وسیله غلظت الکل، افزایش pH و هوادهی بیشتر مهار می شود.پس از 48 تا 96 ساعت فعالیت اسید لاکتیک باکتری ها غالب شده و طیف گسترده ای از قند و اسید های آلی - اسید سیتریک و اسید مالیک - به اسید لاکتیک و بسته به نوع لاکتوباسیلوس به اسید استیک، اتانول و CO2 تبدیل می شود.

فاز :2 باکتری های اسید استیک:

استیک اسید باکتری ها خیلی زود در تخمیر رشد می کند و تا پایان فرآیند فعال باقی می ماند و واکنش اصلی آنها تبدیل اتانول به استیک اسید است. این واکنش گرمازا بوده و دما را تا 50oC بالا می برد

در اواخر تخمیر تعداد اسپور باکتریها بویژه باسیلوس سوبتلیس، باسیلوس سیرکولانس، باسیلوس لیشنی فورمیس افزایش می یابد. شایع ترین قارچ ها، قارچ آسپرژیلوس، موکور، پنی سیلیوم و رایزوپوس هستند که محدود به سطح بیرونی تخمیر و خشک کردن هستند چون به شدت هوازی بوده و می تواند فعالیت آبی کم را تحمل کند و میتواند تا زمانی به رشد ادامه دهد که دانه تقریبا خشک هست.

.3,2,1روش های تخمیر کاکائو:

.3,2,1,1تخمیر سبدی :

در ابتدا توسط تولید کننده های کوچک در نیجریه ، آمازون و فیلیپین استفاده شده است. توده های کوچکی از کاکائو در داخل سبدهای متحرکی که توسط برگ های موز پوشانده شده اند قرار می گیرند و سطح آنها نیز توسط همین برگها پوشانده می شود راه های همزدن پروسه تخمیر مشابه آنچه که برای توده های کوچک استفاده می شود بوده است.

.3,2,1,2تخمیر جعبه ای :

تخمیر جعبه ای در واقع یک پیشرفت در مقایسه با روش های دیگر محسوب می شود ، این پروسه نیاز به مقدار ثابتی کاکائو داشته و در کشورهای بزرگ استفاده می شود. اندازه مخازن از ناحیه ای به ناحیه دیگر متفاوت است اما طرح و نحوه عمل استاندارد است. مخزن - جعبه تعریق - می تواند یک واحد کامل و یا یک بخش از یک جعبه بزرگ باشد که توسط پارتیشن های ثابت و متحرک به واحدهای به اندازه یک متر مکعب تقسیم شده اند ، این جعبه ها تقریبا 600 الی 700 کیلو گرم کاکائو تازه برداشت شده مرطوب را در خود جای می دهند.

جعبه ها معمولا بالاتر از سطح زمین بر روی یک دهانه فاضلاب قرار دارند که آب پالپ ها را که توسط هضم موسیلاژ در طول تخمیر تولید مشوند را خارج کند. کف چوبی جعبه ها معمولا دارای سوراخ ها و یا فضا های در بین تخته ها می باشد که هوادهی و خروج فاضلاب را تسهیل می کند