Tokom poslednjih decenija, napredak u tehnološkom procesu proizvodnje čokolade i kakao proizvoda prati intenzivan razvoj sirovina, ugrađenih u novu generaciju tih proizvoda. Ovaj udžbenik treba da doprinese boljem razumevanju fizičko-hemijskih karakteristika i ponašanja osnovnih sirovina, pre svega − kakao zrna, masti, šećera i mlečnih prerađevina, koje asortiman proizvoda na bazi kakaa čine modernim.
Svojstva čokolade, njene jedinstvene osobine teksture i arome, ne određuju samo primenjene sirovine i prekursori ukusa i mirisa prisutni u kakao zrnu već ih generišu − procesi prisutni u posleberbenom periodu sušenja i fermentacije, kao i prisutne biohemijske modifikacije sastojaka, tokom tehnološkog procesa prerade, pre svega termičke obrade, končiranja, alkalizacije i kristalizacije, koji su obrađeni u ovom udžbeniku.
Dr Biljana Pajin
Sadržaj
UMESTO UVODA
ISTORIJAT PROIZVODNJE ČOKOLADE
OD KAKAO ZRNA DO KAKAO NAPITKA
OD KAKAO NAPITKA DO SLATKIŠA
I SIROVINE ZA PROIZVODNJU ČOKOLADE
1.1. KAKAO ZRNO
1.1.1. TERITORIJE GAJENJA
1.1.2. KAKAO PLOD
1.1.3. FERMENTACIJA KAKAO SEMENKE
1.1.4. SUŠENJE KAKAO SEMENKE
1.1.5. SKLADIŠTENJE I TRANSPORT KAKAO ZRNA
1.1.6. KVALITET KAKAO ZRNA
1.2. ŠEĆERI I ZASLAĐIVAČI
1.2.1. NUTRITIVNI ZASLAĐIVAČI
1.2.2. NENUTRITIVNI ZASLAĐIVAČI
1.3. MLEKO I MLEČNI PROIZVODI
1.3.1. MLEČNA MAST
1.3.2. MLEKO U PRAHU
1.3.3. MILK KRAMB
1.4. BILJNE MASTI
1.4.1. KAKA0 MASLAC
1.4.2. EKVIVALENTII POBOLJŠIVAČI KAKAO MASLACA
1.4.3. MASTI ZA MASNA PUNJENJA
1.5. EMULGATORI
1.5.1. LECITIN
II PROIZVODNJA ČOKOLADE I KAKAO PROIZVODA
2.1. ČIŠĆENJE KAKAO ZRNA
2.2. TERMIČKA OBRADA
2.2.1. TERMIČKA OBRADA KAKAO ZRNA
2.2.2. TERMIČKA OBRADA KAKAO LOMA I KAKAO MASE
2.2.3. UREĐAJI ZA TERMIČKU OBRADU
2.2.4. FORMIRANJE I RAZVOJ KAKAO AROME
2.3. DROBLJENJE KAKAO ZRNA
2.3.1. UREĐAJI ZA DROBLJENJE
2.4. PROIZVODNJA KAKAO MASE
2.4.1. UREĐAJI ZA USITNJAVANJE KAKAO LOMA
2.4.2. UREĐAJI ZA USITNJAVANJE KAKAO MASE
2.4.3. ALKALIZACIJA KAKAO MASE
2.4.4. KVALITET KAKAO MASE
2.4.5. SKLADIŠTENJE I TRANSPORT KAKAO MASE
2.5. PROIZVODNJA KAKAO MASLACA
2.5.1. PROIZVODNJA PRESOVANOG KAKAO MASLACA
2.5.2. PROIZVODNJA EKSPELER KAKAO MASLACA
2.5.3. DEODORIZACIJA KAKAO MASLACA
2.5.4. PAKOVANJE I SKLADIŠTENJE KAKAO MASLACA
2.6. PROIZVODNJA KAKAO PRAHA
2.6.1. KVALITET KAKAO PRAHA
2.6.2. PAKOVANJE I TRANSPORT KAKAO PRAHA
2.7. PRIZVODNJA ČOKOLADNE MASE
2.7.1. SASTAVLJANJE ČOKOLADNE MASE
2.7.2. SITNJENJE ČOKOLADNE MASE
2.7.3. OPLEMENJIVANJE (KONČIRANJE) ČOKOLADNE MASE
2.8. PROIZVODNJA ČOKOLADE
2.8.1. PRETKRISTALIZACIJA (TEMPERIRANJE) ČOKOLADNE MASE
2.8.2. OBLIKOVANJE ČOKOLADNE MASE
2.8.3. HLAĐENJE ČOKOLADE − ZAVRŠNA KRISTALIZACIJA
2.8.4. PAKOVANJE I SKLADIŠTENJE ČOKOLADE
2.9. NUTRITIVNA VREDNOST ČOKOLADE
2.10. PROIZVODNJA ČOKOLADE SA MEHURIĆIMA
2.11. PROIZVODNJA ČOKOLADNOG DRAŽE PROIZVODA
2.12. PROIZVODNJA KREM PROIZVODA
2.13. PROIZVODNJA PROIZVODA SLIČNIH ČOKOLADNIM
Umesto uvoda
Tokom poslednjih decenija, napredak u tehnološkom procesu proizvodnje čokolade i kakao proizvoda prati intenzivan razvoj sirovina, ugrađenih u novu generaciju tih proizvoda. Ovaj udžbenik treba da doprinese boljem razumevanju fizičko-hemijskih karakteristika i ponašanja osnovnih sirovina, pre svega − kakao zrna, masti, šećera i mlečnih prerađevina, koje asortiman proizvoda na bazi kakaa čine modernim.
Svojstva čokolade, njene jedinstvene osobine teksture i arome, ne određuju samo primenjene sirovine i prekursori ukusa i mirisa prisutni u kakao zrnu već ih generišu − procesi prisutni u posleberbenom periodu sušenja i fermentacije, kao i prisutne biohemijske modifikacije sastojaka, tokom tehnološkog procesa prerade, pre svega termičke obrade, končiranja, alkalizacije i kristalizacije, koji su obrađeni u ovom udžbeniku.
Kvalitet čokolade i kakao proizvoda može se sagledati iz ugla savršenosti tehnološkog postupka proizvodnje, odnosno svake njegove faze, ali i sa nutritivnog aspekta, koji danas predstavlja veoma važnu kariku modernog načina života i ishrane. Cilj ovog udžbenika jeste da pokuša da pruži odgovore na neka od pitanja, koja čokoladu i kakao proizvode dovode u vezu sa funkcionalnom hranom, odnosno hranom koja ima pozitivan uticaj na zdravlje Ijudi.
Nadam se da će ovaj udžbenik biti vredan resurs akademskim i naučnoistraživačkim ustanovama i u vidu priručnika, poslužiti proizvođačima čokolade i kakao proizvoda, boljem razumevanju procesa tokom njihove proizvodnje.
Prof. dr Biljana Pajin
Istorijat čokolade
Od kakao zrna do kakao napitka
Prve plantaže kakao drveta su sađene u periodu oko 600 godina pre nove ere, odnosno pre više od 3000 godina, a gajili su ih Maje, na jugu Jukatana, Asteci u Meksiku i Inke u Peruu. Drevne civilizacije su veoma cenile plod kakao drveta, smatrajući ga božanskim, odnosno pićem bogova. Ovo luksuzno piće, dobijeno pečenjem kakao zrna u zemljanim loncima, a zatim mleveno pomoću kamenih mlinova, i na kraju mešano sa vodom, uz dodatak meda, cimeta, vanile ili Ijute paprike, smatralo se luksuzom koji su mogli konzumirati samo kralj i plemstvo. Astečki kralj Montezeuma pio je 50 čašica ovog pića na dan. O kakao plodu se i danas prepričavaju mnoge legende. Maje su redovno održavale festival sađenja kakao drveta i to u čast bogova. Od onoga ko sadi kakao drvo se zahtevalo da 13 noći provede u celibatu, pre nego što četrnaeste noći spusti kakao seme u zemlju. Zemlja na kojoj se sadi kakaodrvoje„blagoslovljena“ krvlju i znojem robova. Asteci su toliko poštovali čokoladu da je nikada nisu koristili za kuvanje. Ona je za njih bila izvor spirituaIne mudrosti, velike energije i snažne seksualnosti. Posebno su je, u vidu malih tableta, dodeljivali svakom ratniku pre bitke. Takođe su je koristili kao boju za lice, tokom održavanja važnih ceremonija i verskih rituala. Kakao zrno je često korišćeno i kao sredstvo plaćanja.
Kakao zrno su iz Meksika u Evropu doneli španski osvajači 1520. godine. Španci su tajnu ovog napitka čuvali skoro 100 godina od ostatka Evrope. Dolaskom kakao zrna iz novog sveta u Španiju, čokoladni napitak postaje okosnica društvenog života ove prestonice. „Čokoladne kuće“ niču u svim gradovima, gde se topla čokolada poslužuje uz tanki prženi hleb. Španci i danas čokoladu služe uz prženo slatko testo i kao sastavni deo sosova koji se poslužuju uz meso, divljač, pa čak i ribu. Kakao zrno do Italije stiže 1606. godine, a na francuski dvor 1657. godine. Ovaj napitak je naročito bio omiljen mladoj kraljici Ani od Austrije, španskoj princezi koja je ovu svoju strast podelila sa svojim dvoranima i na taj način uvela čokoladu na francuski dvor. Kasnije je i Marija Antoaneta, u čast čokolade, priređivala prave „čokoladne zabave“, koje su bile toliko popularne da se smatralo izuzetnom čašću biti pozvan na njih. Čokolada je u Švajcarsku stigla relativno kasno, krajem XVIII veka, što je svakako u suprotnosti sa današnjom reputacijom ove zemlje vezano za proizvodnju kvalitetne čokolade. Kao napitak, u Cirih je stigla posredstvom ciriškog gradonačelnika, koji je u ovom napitku uživao tokom svog boravka u Belgiji. Nemci su godinama čokoladu smatrali lekom i mogla se nabaviti samo u apotekama. Sredinom XVII veka, na ovim prostorima se otvaraju prve „kuće čokolade“, a 1756. godine princ Vilhelm von de Lipe podiže prvu fabriku čokolade u kojoj su radili portugaIski majstori izrade ove poslastice. Austrijanci su veoma brzo prihvatili čokoladu, koja je zahvaljujući niskim porezima bila dostupna širokim krugovima. U Veliku Britaniju čokolada je stigla istovremeno sa dva aromatična napitka − čajem iz Azije i kafe iz Afrike. Porezi za uvoz ovih sirovina bili su veoma veliki, sve do XIX veka kada su kvekerski industrijalci ubedili vladu u hranljivu vrednost čokolade. U Americi nisu postojale „čokoladne kuće“, a i smatrana je više hranom za široke narodne mase nego za aristo-kratiju.
Prvi pisani tragovi o čokoladnom napitku u našim krajevima datiraju iz XVII veka, kada je habzburški vojskovođa Eugen Savojski, tokom Austro-turskog rata, prešavši Dunav bio dočekan toplim čokoladnim napitkom, od strane šajkaških graničara.
Od kakao napitka do slatkiša
Veliki problem u proizvodnji čokoladnog napitka predstavljala je velika količina masti, odnosno kakao maslaca, koji čini 50% kakao zrna. Ovako velika količina kakao maslaca je izazivala slabu rastvorljivost kakao praha, čak i u toplom mleku i vodi, stvarajući masnu skramu na njenoj površini. Ovaj problem je rešio holandski hemičar Van Houten, koji je patentirao hidrauličnu presu koja je efikasno mogla da ekstrahuje, odnosno odstrani polovinu prisutnog kakao maslaca iz mlevenog kakao zrna. Na taj način, dobijena je masa, koja se lako mogla samleti u prah. Ovaj istraživač se nije zadovoljio dobijenim rezultatima već je, u cilju još boljeg dispergovanja, tretirao kakao zrno alkalnim rastvorima („holandski proces“) i to za vreme njegove termičke obrade. Utvrdio je da nakon ovog tretmana dobijena masa, pored boljih osobina rastvorljivosti, ima i poboljšanu aromu i boju.
Izdvojeni kakao maslac morao je da nađe svoje mesto u proizvodnji i potrošnji. To je rešeno proizvodnjom prve čokolade za jelo. Time je započet proces proizvodnje čokolade koji je do danas poznat i uz manje modifikacije primenjiv u svim delovima sveta. Kakao maslac je dodavan u smesu mlevenog kakao jezgra i šećera, kako bi povećao masnu fazu, neophodnu za obavijanje svake čvste čestice, odnosno dobijanje čokoladne mase. Skoro dvadeset godina od otkrića prve prese za kakao maslac u Bristolu u Engleskoj, Joseph Fry je postavio prvi pogon za proizvodnju čokolade za jelo. Ovo je bio razlog da kakao zrno ubrzo postane veoma tražena sirovina. U početku je kakao zrno dopremano iz Amerike, gde su se prve kultivisane plantaže formirale u oblasti Bahia u Brazilu i to 1746. godine. 1879. godine kakao zrno se prenosi u Ganu, koja je danas jedan od lidera u proizvodnji kvalitetnog kakao zrna. Ostale evropske zemlje takođe su prepoznale značaj uzgoja kakao zrna, pa su Francuzi u svojoj koloniji, Obala Slonovače, neprekidno podsticali razvoj ove kulture. Obala Slonovače je danas najveći proizvođač kakao zrna na svetskom nivou. Dalji razvoj u proizvodnji čokolade odnosi se na uvođenje mleka u prahu kao sirovine, tako da je prva mlečna čokolada proizvedena u Švajcarskoj 1875. godine. Međutim, čokolada je i dalje davala nezadovoljavajući osećaj pri konzumiranju, odnosno čestice su joj bile suviše grube. Usitnjavanje čokoladne mase je rađeno na granitnim (kamenim) mlinovima, nakon čega su zaostajale krupne čestice i aglomerati. Takođe, prisutna mast nije obavijala sve čvrste čestice, što je dodatno pojačavalo grubost strukture. Pored toga, ukus čokolade bio je veoma gorak zbog prisustva kiselih komponenti. Rodolphe Lindt, je u svojoj fabrici u Bernu, u Švajcarskoj, tokom 1880. godine, izumeo uređaj za proizvodnju čokolade finije strukture i odgovarajuće arome. Ovaj uređaj je nazvan konča (španski − školjka), zbog svog oblika koji podseća na školjku. Prva konča napravljena je od kamena, sa valjkom od istog materijala, koji je dugotrajno mešao čokoladnu masu, i na taj način razbijao aglomerate čestica uz njihovo istovremeno oblaganje masnom fazom. Ovaj proces je trajao nekoliko dana, što je dovodilo do smanjenja vlage i isparavanja nepoželjnih kiselih komponenti, dajući čokoladi glatkiju strukturu i bolji miris i ukus.
O autoru
Prof. dr Biljana Pajin
Biljana Pajin rođ. Korica je rođena u Sremskoj Mitrovici 1971. godine. Osnovnu i srednju školu je završila u Novom Sadu. Diplomirala je na Tehnološkom fakultetu, Univerziteta u Novom Sadu 1995. godine na studijskom programu Inženjerstvo ugljenohidratne hrane sa ukupnom prosečnom ocenom 9.03. Tokom studija je više puta nagrađivana kao jedan od najboljih studenata, a školske 1994/1995. godine je dobila i Univerzitetsku nagradu za postignut uspeh tokom studiranja. Od 1995. do 1998. godineje bila stipendista Ministarstva za nauku i tehnologiju, Republike Srbije uz angažovanje na naučnoistraživačkom projektu. Na predmetu Tehnologija konditorskih proizvoda je 1998. godine izabrana za asistenta pripravnika, a magistarsku tezu je odbranila 2000. Godine kada je i izabrana u zvanje asistenta Doktorsku tezu je, na istom predmetu, odbranila 2005. godine i iste godine izabrana u zvanje docenta. U zvanje vanrednog profesora je izabrana 2010. godine za užu naučnu oblast prehrambenog inženjerstva. Izradila je nastavni program za predmete Tehnologija čokolade i kakao proizvoda, Tehnologija keksa i srodnih proizvoda i Tehnologija bombonskih proizvoda, Kontrola kvaliteta u tehnologijama šećera i konditorskim proizvodima i Namenske masti za pekarsku i konditorsku industriju, koje predaje studentima smera Inženjerstvo ugljenohidratne hrane i Kontrola kvaliteta na Tehnološkom fakultetu u Novom Sadu. Izvodi nastavu na osnovnim, master i doktorskim studijama, učestvuje u naučnoistraživačkom radu i naučno stručnoj saradnji sa industrijom konditorskih proizvoda kao i uljarskom industrijom Srbije. Pod njenim mentorstvom je odbranjeno tri doktorske disertacije kao i veliki broj diplomskih i master radova. Dugogodišnji je član i predsednik komisije za ocenu kvaliteta konditorskih proizvoda na Novosadskom sajmu. Predsednik je komisije za dodelu priznanja „Najbolje iz Vojvodine“ za konditorske proizvode. Objavila je veći broj radova iz oblasti Prehrambenog inženjerstva u domaćim i vodećim međunarodnim časopisima i bila učesnik većeg broja domaćih i međunarodnih kongresa. Rukovodilac je nekoliko nacionalnih naučno istraživačkih projekata i jednog međunarodnog. Naučno i stručno se usavršavala na Corvinus Univerzitetu u Budimpešti, Mađarska i na Norvvegian University of Science and Technology, Trondheim, Norveška. Udata je i majka dvoje dece.