Британские исследователи описали состав микроорганизмов, участвующих в ферментации какао на ферме в колумбийском департаменте Антиокия, где выращивают бобы с изысканным ароматом. Чтобы оценить региональные различия, микробиологи сравнили этот процесс на фермах в трех департаментах страны. Результаты исследования, опубликованного в Nature Microbiology, могут помочь оптимизировать производство премиального шоколада.
Вкус какао во многом определяется процессом ферментации бобов. После сбора свежие какао-бобы вместе с мякотью помещают в деревянные ящики, где в течение 5-7 дней происходит процесс брожения с участием бактерий и грибов. Микроорганизмы преобразуют сахара из мякоти в спирт, а затем в молочную и уксусную кислоты. В результате какао-бобы теряют горечь и приобретают характерный коричневый цвет и шоколадный аромат.
В отличие от других ферментированных продуктов, — например, вина или сыра, в которые определенные микроорганизмы часто добавляют специально, — какао ферментируется без участия человека, благодаря бактериям и грибкам из окружающей среды. Из-за этой особенности производства до сих пор не до конца ясно, как определенный набор микроорганизмов влияет на вкус и аромат шоколада.
Габриэль Кастрилло (Gabriel Castrillo) из Ноттингемского университета с коллегами из Колумбии сравнил процесс ферментации какао-бобов с трех ферм в Колумбии — в департаментах Уила, Сантандер и Антиокия. На ферме в Антиокии, по мнению экспертов, вкус какао наиболее изысканный.
Сначала микробиологи посмотрели на изменения pH и температуры во время ферментации бобов и заметили, что кинетика ферментации бобов сходна на фермах в департаментах Уила и Сантандер, и отличается на ферме в Антиокии. Например, температура ферментации на ферме в Уиле постепенно достигала плато, а на ферме в Антиокии достигала плато, а затем снова снижалась. Также на ферме в Антиокии процесс ферментации стартовал с более низких значений pH. Исследователи выдвинули гипотезу, что этот результат можно объяснить разным составом микроорганизмов, участвующих в процессе ферментации.
Чтобы проверить это предположение, они секвенировали ДНК микроорганизмов в процессе ферментации на каждой ферме. В целом, состав бактерий и грибов на фермах не различался, но динамика смены колоний микроорганизмов в процессе ферментации на ферме в Антиокии отличалась от остальных. Так, например, на начальных стадиях ферментации на ферме в Уиле преобладали бактерии из семейства Erwiniaceae, которые затем сменились бактериями семейства Acetobacteraceae. На ферме в Антиокии последние преобладали с самого начала процесса.
Зная то, как сменяют друг друга колонии микроорганизмов и как изменяется pH и температура во время ферментации, можно будет создать микробные стартеры и наладить индустриальный процесс обработки какао-бобов таким образом, чтобы создавать продукт с определенными вкусовыми качествами, заключают авторы работы.
Недавно мы рассказывали, как химики из Швейцарии посмотрели, может ли искусственная обработка какао-бобов заменить процесс естественного брожения. Результат эксперимента вышел неплохим — у шоколада был приятный аромат.