Naukowcy stworzyli społeczność mikroorganizmów zdolną do odtworzenia naturalnych procesów decydujących o jakości kakao.
Grupa naukowców we współpracy z kolumbijskimi rolnikami udało się odtworzyć w warunkach laboratoryjnych proces fermentacji kakao, złożony proces biologiczny, który w dużej mierze decyduje o smaku czekolady. Odkrycie, opublikowane w czasopiśmie Nature Microbiology, stanowi alternatywę dla standaryzacji produkcji wysokiej jakości ziaren i uzyskania bardziej spójnych wrażeń sensorycznych.
Spontaniczny i trudny do kontrolowania proces
Smak i jakość czekolady zaczynają się od ziarna kakaowego, którego fermentacja jest pierwszym etapem po zbiorach. W przeciwieństwie do produkcji wina, sera lub chleba —gdzie dodaje się określone mikroorganizmy w celu uzyskania określonego rezultatu— w przypadku kakao fermentacja przebiega spontanicznie, napędzana przez bakterie i grzyby obecne w środowisku.
Ten naturalny i trudny do kontrolowania charakter wyjaśnia, dlaczego jakość kakao różni się znacznie w zależności od zbiorów, gospodarstw, regionów, a nawet krajów. Fermentacja jest kierowana przez mikroorganizmy i zwykle odbywa się na samych plantacjach, gdzie świeżo zebrane ziarna umieszcza się w skrzynkach, stosach lub koszach – wyjaśnił David Gopaulchan, pierwszy autor badania i członek Uniwersytetu w Nottingham (Wielka Brytania).
W takich warunkach mikroorganizmy rozkładają ziarna, uwalniając kluczowe związki chemiczne, które wpływają na aromat, zmniejszenie goryczy i złożoność końcowego smaku.
Współpraca na plantacjach w Kolumbii
Zespół badawczy wybrał trzy plantacje kakao w Kolumbii, aby dokładnie zbadać tradycyjne procesy fermentacji. Przeprowadzono tam analizy genomowe na podstawie sekwencjonowania DNA ziaren w trakcie przetwarzania w celu zidentyfikowania najważniejszych gatunków mikroorganizmów i cech metabolicznych związanych z rozwojem delikatnych smaków.
Wyniki wykazały, że zarówno czynniki abiotyczne, takie jak pH lub temperatura, jak i czynniki biotyczne, takie jak obecne społeczności mikroorganizmów, są spójnymi wskaźnikami ewolucji smaku.
Na przykład na plantacji w Antioquii naukowcy odkryli szczególną społeczność mikroorganizmów, która generowała bardziej wyrafinowany i charakterystyczny profil sensoryczny, potwierdzony przez profesjonalnych degustatorów.
Stworzenie syntetycznej społeczności mikroorganizmów
Na podstawie tych odkryć zespół zaprojektował określoną społeczność mikroorganizmów: kontrolowaną mieszankę bakterii i grzybów zdolną do odtworzenia w laboratorium chemicznych i sensorycznych wyników naturalnej fermentacji. Model ten okazał się skuteczny w odtwarzaniu delikatnych smaków czekolady, co potwierdziły zarówno analizy chemiczne metabolitów, jak i ocena ekspertów degustatorów.
Społeczność mikroorganizmów zaprojektowana w laboratorium zdołała odtworzyć wyniki sensoryczne. Zdjęcie: iStock
Gopaulchan podkreślił znaczenie tego odkrycia i zaznaczył, że jest ono „naprawdę ważne, aby pomóc producentom czekolady w stałym maksymalizowaniu zbiorów kakao oraz w produkcji czekolady o wysokiej jakości i bogatym smaku”.
Implikacje dla przemysłu czekoladowego
Badanie wykazało również, że możliwe jest wykorzystanie mierzalnych parametrów, takich jak specyficzne pH, temperatura i dynamika mikroorganizmów, do „wiarygodnego przewidywania i uzyskiwania spójnych wyników smakowych”, jak twierdzi Gopaulchan.
Autorzy sugerują, że w przyszłości badania mogą przyczynić się do opracowania przemysłowych starterów fermentacji. Pozwoliłoby to zmniejszyć zależność od czynników geograficznych i środowiskowych oraz zapewnić przemysłowi czekoladowemu bardziej kontrolowaną metodę gwarantowania jakości produktu końcowego.
