Дикие микробы формируют вкус шоколада во время ферментации какао
Вкус шоколада получается не только благодаря растениям, но и благодаря дрожжевой и бактериальной ферментации, которая преобразует сахара и другие молекулы, содержащиеся в зернах и мякоти (белые зерна внутри стручка, в середине и слева), в изысканные ароматы.
Подобно вину и сыру, шоколад обладает терруаром, передающим ощущение места, где он был выращен.
Вкус каждой конфеты или батончика может быть уникальным в зависимости от почвы, количества осадков и температуры на ферме. Но большая часть этих вкусовых вариаций обусловлена дикорастущими микробами, которые самопроизвольно ферментируют какао-бобы после сбора урожая, говорит Дэвид Гопаулчан, генетик растений из Ноттингемского университета в Англии. Генетическая структура какао-бобов играет определенную роль во вкусе шоколада, но “ферментация также влияет на развитие вкуса, и я бы даже сказал, что она оказывает еще большее влияние на вкусовые характеристики”, — говорит он.
Гопаулчан и его коллеги составили каталог микробов и проследили за процессами ферментации, которые придают изысканному шоколаду на двух колумбийских фермах цветочные, фруктовые и другие тонкие нотки, отличающие его от более монотонного вкуса какао в массовом шоколаде. В лаборатории команда собрала ограниченное сообщество дрожжей и бактерий, которые могут воссоздать некоторые прекрасные шоколадные ароматы, сообщают исследователи 18 августа в журнале Nature Microbiology.
По словам Гопульчана, эти заквасочные культуры могли бы помочь фермерам, выращивающим какао, более надежно сбраживать вкусный шоколад и повышать качество своей продукции.
Другие исследователи ранее выявляли микробы, участвующие в ферментации какао, но эта работа “сделала все возможное, чтобы попытаться понять этот процесс”, — говорит Рэйчел Даттон, микробиолог и основатель Microcosm Foods, компании, базирующейся в Беркли, штат Калифорния, которая исследует связь между ферментированными продуктами и здоровьем.
Гопаулчан и ее коллеги выбрали три принадлежащие женщинам фермы в Колумбии, которые выращивают похожие сорта какао. На двух фермах производился высококачественный шоколад, а на третьей — шоколад оптом. Исследователи измерили изменения температуры и pH в ферментирующихся зернах и сделали молекулярные снимки микробов, присутствующих на каждой стадии процесса.
Как выяснили исследователи, дрожжи — одни из первых организмов, которые начали пробавляться шоколадными батончиками. К ним относятся Saccharomyces cerevisiae, те же грибы, которые используются для выпечки, приготовления пива и брожения вина. Дрожжи расщепляют сахара в какао-бобах, превращая их в алкоголь. Исследователи обнаружили, что этот процесс приводит к выделению тепла, в результате чего температура повышается в течение 24 часов после начала ферментации.
«Важно, чтобы температура ферментации достигала 44° по Цельсию, чтобы зерна не прорастали», — говорит Наайла Али, технолог пищевой промышленности и эксперт по дегустации шоколада в исследовательском центре какао при Вест-Индском университете Сент-Огастин в Тринидаде и Тобаго.
Через 48 часов количество бактерий, продуцирующих уксусную и молочную кислоты, начало увеличиваться, превращая спирт в кислоты, которые повышают рН и еще больше разрушают бобы и мякоть. К ним присоединяются другие дрожжи и бактерии, которые поглощают соединения, полученные от своих предшественников, и превращают их в ароматные молекулы.
Дрожжи — это первые микробы, которые начинают ферментировать какао-бобы, которые сушат после ферментации на ферме в Уиле, Колумбия, где производят прекрасный шоколад. Дрожжи превращают сахара, содержащиеся в бобах и мякоти, в спирт и образуют химические соединения, которые бактерии изменяют, придавая им вкусовые качества.Дэвид Гопаулчан
По словам Эйми Дадли, генетика дрожжей из Тихоокеанского Северо-Западного исследовательского института в Сиэтле, которая не принимала участия в работе, время и скорость колебаний температуры и рН, а также динамика переходов между микробами влияют на важные вкусовые различия.
Гопаулчан и его коллеги проанализировали гены ферментирующих микробов, чтобы найти те, которые связаны с производством определенных вкусовых добавок, и спрогнозировали набор микробов, которые должны воспроизводить изысканный вкус шоколада на двух фермах. Исследователи собрали комбинации бактерий и дрожжей и ферментировали небольшие партии бобов в лаборатории. Али и группа других экспертов-дегустаторов подтвердили, что ферментированные в лабораторных условиях бобы имеют нотки флердоранжа, цитрусовых, ягод, тропических фруктов и цветов, характерные для изысканного шоколада с двух колумбийских ферм и образца с Мадагаскара. В лабораторной смеси отсутствовали ароматы карамели, ореха и светлой древесины, и в ней было больше травянистых ноток, чем в изысканном шоколаде.
Исследование демонстрирует, что микробы, ферментирующие какао, образуют воспроизводимые сообщества предсказуемым образом, говорит Даттон, сотрудник Института Астера, которая не принимала участия в работе. Она обнаружила аналогичные воспроизводимые сообщества грибов и бактерий в сыре. И, как и в случае с сыром, различные штаммы местных микробов привносят в процесс ферментации какао свои собственные вкусовые оттенки.
В будущем исследователи могут также создать микробные смеси, которые придадут ему оригинальный вкус или даже изобретут ароматизаторы, которых нет или которые трудно найти при естественном брожении, — говорит Гопаулчан.
Но некоторые производители шоколада не разделяют этой идеи. Такие дизайнерские коктейли из микробов “были бы категорически отвергнуты производителями крафтового шоколада и рынком”, — говорят шоколадницы Луиза Беди и Мартин О’Дэйр из Luisa’s Vegan Chocolates в Ноттингеме, Англия. По их словам, заквасочные культуры могут придать шоколаду однородный вкус и способствовать неправильному ведению сельского хозяйства. И нет необходимости в таких смесях, когда “при правильном ведении сельского хозяйства шоколад уже получается вкусным”.
Искусственно созданные сообщества микробов могут выделять слишком много ароматических соединений, которые придают вкус изысканным шоколадным конфетам, говорит Дадли. “У людей очень четкая граница между тем, что действительно вкусно, и тем, что отвратительно на вкус. И дрожжи вырабатывают количество этих соединений именно на той границе, которую люди считают приемлемой для употребления”. Если вы будете возиться со смесями, это может перейти все границы.
И, по словам Даттона, нет никакой гарантии, что стандартизированные микробные смеси смогут противостоять местным дрожжам и бактериям, адаптировавшимся к специфическим условиям на отдельных фермах.