6 Minute
Noua metodă de laborator reproduce fermentația de pe fermă pentru a produce ciocolată fină cu aromă consistentă
Cercetătorii au cartografiat factorii biologici și fizici care creează aroma și gustul complexe ale ciocolatei și au folosit aceste cunoștințe pentru a reproduce fermentația de cacao de înaltă calitate în condiții controlate de laborator. Credit: Mimi Chu Leung
Fermentația boabelor de cacao este pasul critic inițial după recoltare care stabilește baza chimică pentru aromă, complexitatea olfactivă și reducerea amărăciunii ciocolatei. O echipă de la School of Biosciences a Universității din Nottingham a publicat un studiu în Nature Microbiology identificând modul în care temperatura, pH-ul și compoziția microbiomului de fermentație interacționează pentru a determina rezultate de tip „fine-flavor” în ciocolată.
Context științific: de ce contează fermentația
Fermentația transformă bobul crud în precursorii de aromă care se dezvoltă în timpul prăjirii și conșierii. Pe ferme, fermentația este în general spontană: boabele proaspăt recoltate sunt adunate în cutii, grămezi sau coșuri și sunt lăsate să fermenteze în condiții ambiante. Drojdii, bacterii și fungi filamentoși care apar natural în mediul înconjurător colonizează pulpa și boabele semi-preparate și metabolizează zaharurile și alți substraturi, producând acizi organici, alcooli și compuși volatili care ulterior conferă ciocolatei notele caracteristice.
Dar fermentațiile spontane sunt variabile. Factori abiotici precum temperatura ambiantă și pH-ul, împreună cu speciile microbiene dominante, diferă între recolte, ferme și regiuni. Această variabilitate îngreunează pentru fermieri și producătorii de ciocolată să obțină în mod constant ciocolată fină, o problemă pe care echipa din Nottingham a încercat să o rezolve.
Designul studiului și fermentația în laborator: legând datele de pe fermă de o comunitate sintetică
Cercetătorii au lucrat alături de producători columbieni de cacao, urmărind fermentațiile de pe ferme în timp ce măsurau temperatura boabelor, pH-ul și succesiunea microbiană. Profilarea microbiană la rezoluție înaltă a dezvăluit specii bacteriene și fungice specifice și trăsături metabolice puternic asociate cu caracteristicile senzoriale ale ciocolatei fine.
Folosind acele date de teren, echipa a proiectat o comunitate microbiană definită, sintetică — un amestec selectat de drojdii, bacterii și fungi — și a reprodus procesul de fermentație în laborator cu control strict al temperaturii și pH-ului. Protocolul de laborator a reprodus transformările metabolice cheie și rezultatele senzoriale ale fermentațiilor tradiționale de pe fermă, demonstrând că chimia de bază a ciocolatei fine poate fi proiectată previzibil.
Comunitatea microbiană și markeri metabolici
Studiul evidențiază atât markeri biotici cât și abiotici care funcționează ca predictori constanți ai dezvoltării aromei. Anumite taxonomii microbiene și căile lor metabolice au corelații puternice cu compuși volatili și profiluri de gust dorite. În același timp, intervale țintă pentru temperatură și pH au apărut ca indicatori reproductibili care conduc aceste procese metabolice către rezultate de tip ciocolată fină.
Principalele descoperiri și implicații pentru producția de ciocolată
Progresul major este unul dublu: în primul rând, identificarea unor markeri măsurabili (semnături microbiene, intervale de pH și temperatură) care prezic în mod fiabil traiectoriile de aromă; în al doilea rând, demonstrarea faptului că o comunitate starter definită și condiții de fermentare controlate pot reproduce chimia și atributele senzoriale ale ciocolatei fine.
Dr David Gopaulchan, autorul principal al studiului, remarcă că trecerea de la fermentațiile imprevizibile și spontane la o abordare standardizată, bazată pe date, ar putea transforma procesarea cacao. Producătorii ar putea folosi culturi starter și parametri de fermentare monitorizați pentru a reduce variabilitatea între loturi, a descoperi profiluri noi de aromă și a maximiza valoarea recoltei — la fel cum culturile starter au standardizat și îmbunătățit consistența în industriile berii și brânzeturilor.
Tehnologii conexe și perspective viitoare
Această lucrare deschide căi pentru instrumente aplicate precum culturi starter optimizate, controale de fermentare bazate pe senzori și modele predictive care combină datele microbiomului cu serii temporale ale temperaturii și pH-ului. Pentru producătorii de ciocolată artizanală și industrială, aceste tehnologii ar putea permite produse fine-flavor reproducibile și proiectare experimentală a aromelor prin selectarea consorțiilor microbiene și a profilurilor de procesare.
Provocări potențiale rămân în privința accesibilității și adoptării pentru fermierii mici: implementarea culturilor starter și a echipamentelor de monitorizare necesită instruire, control al calității și ajustări în lanțul de aprovizionare. Totuși, noua metodă de laborator oferă o foaie de parcurs pentru scalare și democratizare a îmbunătățirilor calității aromelor în sectorul cacaului.
Comentariu de expert
Dr. Elena Márquez, microbiolog alimentar și comunicatoare științifică, comentează: 'Acest studiu leagă ecologia de teren de știința aplicată a fermentației. Prin izolarea elementelor microbiene și fizico-chimice care direcționează chimia aromelor, devine posibilă proiectarea unor protocoale de fermentație care sunt atât reproductibile, cât și adaptabile la condițiile locale. Pasul următor este pilotarea acestor sisteme starter pe ferme pentru a asigura funcționarea lor în afara laboratorului.'
Concluzie
Cercetarea echipei de la Universitatea din Nottingham demonstrează că aroma ciocolatei nu trebuie lăsată la voia întâmplării. Prin identificarea speciilor microbiene, a trăsăturilor metabolice și a ferestrelor precise de temperatură și pH care produc ciocolată fină, și prin reproducerea acelor condiții cu o comunitate starter definită în laborator, oamenii de știință au pus bazele pentru o fermentație a cacao standardizată și predictibilă. Această abordare promite ciocolată de înaltă calitate mai constantă, inovație în arome și instrumente care să ajute cultivatorii și producătorii să-și optimizeze valoarea recoltei, păstrând în același timp posibilități de adaptare locală.
Sursa: sciencedaily
Comentarii