Вкус шоколада создается за счет микробной ферментации какао-бобов и новое исследование показывает, что эти микроорганизмы можно выращивать в лаборатории.
Уникальные вкусовые качества шоколада премиум—класса, которые могут включать в себя нотки цитрусовых, вина и тонкие ноты специй, часто приписываются происхождению какао—бобов. Фермеры в тропических экваториальных регионах “пояса какао” использовали многовековые технологии сбора урожая, чтобы добиться наилучшего вкуса какао-бобов — с удивительной помощью крошечных природных ферментеров: микробов. Недавно исследователи обнаружили, что ферментация, лежащая в основе производства шоколада, может быть воспроизведена с помощью контролируемых в лаборатории микробных сообществ, что позволяет успешно воссоздавать сложные ароматы любимых лакомств.
“Мы смогли изменить вкус, чтобы он напоминал другие регионы, просто изменив состав микробов”, - рассказывает Дэвид Гопульчан, научный сотрудник Ноттингемского университета (Великобритания) и ведущий автор нового исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nature Microbiology. “Это похоже на взлом древнего технологического процесса, потому что мы ферментируем какао-бобы с тех пор, как впервые попробовали шоколад. Это было сотни лет назад”.
Фермеры выращивают какао-деревья и собирают стручки, которые вскрывают, чтобы извлечь бобы и белую кремовую мякоть. Бобы оставляют “настаиваться” на несколько дней в деревянных ящиках, корзинах, пенопластовых контейнерах—охладителях или в больших кучах поверх листьев на земле, создавая идеальную среду для ферментации бобов микроорганизмами. “Если вы пропустите этот процесс, то ваши бобы будут иметь простой растительный вкус. Таким образом, ферментация очень важна для выработки вкусовых качеств”, - поясняет Гопульчан. "В другие ферментированные продукты, такие как вино, сыр и пиво, производитель часто намеренно вводит штаммы микроорганизмов. Что касается шоколада, то ферментация “происходит совершенно спонтанно и неконтролируемо. Это те микробы, которые существуют на ферме”, - говорит он.
Это способствует огромному разнообразию вкусовых качеств шоколада, и миллионы фермеров по всему какао—поясу выращивают бобы с различными микробиологическими сообществами. Большая часть какао—бобов, производимых во всем мире, идет на производство шоколада оптом, который обычно имеет обычный горьковато-сладкий шоколадный вкус. Но меньший процент приходится на шоколад с тонким вкусом, который обладает базовым шоколадным вкусом, смешанным со сложной гаммой других нот. Например, “моя родина, Тринидад, известна своими шоколадными конфетами, которые по вкусу напоминают вино, но другие регионы, такие как Венесуэла, известны своим ореховым вкусом бобов”, - говорит Гопульчан.
На вкус могут влиять и другие факторы на протяжении всего процесса выращивания, сбора урожая и производства, в том числе почва, климат и генетика бобов. “Генетика растений, безусловно, играет огромную роль, но из хорошей генетики можно сделать плохой шоколад при плохой ферментации”, - говорит Кейтлин Кларк, старший научный сотрудник Центра пищевых инноваций при Университете штата Колорадо, которая не принимала участия в новом исследовании. Гопульчан ранее исследовал роль разнообразия генов какао. “Долгое время считалось, что вкус шоколада в значительной степени зависит от генетики растения", - говорит он. “Но мы показали, что именно микробы и процесс ферментации оказывают огромное влияние на производство шоколада. Я бы даже сказал, что это, вероятно, оказывает наибольшее влияние на конечный вкусовой профиль”.
В новом исследовании Гопульчан и его коллеги сотрудничали с тремя фермами по выращиванию какао в разных районах Колумбии: горном районе Сантандер, засушливой долине Уила и тихоокеанской зоне Антиокия. Используя бобы, подвергнутые естественной ферментации на месте, авторы использовали секвенирование ДНК и метаболическое моделирование, чтобы выявить сеть взаимодействий между различными бактериями и дрожжами, которые способствуют ферментации. Из множества микробов, которые были генетически идентифицированы, ученые определили основную группу, способную воспроизводить метаболические признаки, такие как летучие органические соединения, обладающие приятным вкусом шоколада. Исследователи выделили и протестировали эти штаммы на неферментированных бобах в стерильных деревянных ящиках в контролируемых условиях. Их анализ показал, что химически ферментированные в лаборатории бобы соответствуют вкусовым качествам какао высшего сорта. Но каковы бобы на вкус?
У исследователей была обученная группа дегустаторов, которые пробовали какао—"ликеры" — полутвердые пасты из молотых обжаренных бобов - с трех ферм и из лаборатории, не зная, что есть что. Они оценили лабораторные "ликеры", а также "ликеры" с ферм Сантандер и Уила как имеющие свойства, сходные с тонкими вкусовыми качествами эталонных бобов с Мадагаскара, в то время как "ликер" "Антиокия" был больше похож на какао—бобы. “Мы обнаружили множество фруктовых, немного пряных и цветочных ароматов, связанных с этим сообществом микробов”, - рассказал Гопульчан. По словам Кларк, полученные результаты подтверждают то, что фермеры и производители шоколада увидели на практике. “Известно, что ферментацию какао трудно изучать, потому что она очень изменчива, и ее невозможно воспроизвести в лаборатории, поэтому я думаю, что они проделали хорошую работу, зная, какие факторы следует выделить”, - говорит она.
Гопульчан надеется, что концептуальный дизайн в конечном итоге приведет к созданию микробиологических “заквасок”, которые дадут фермерам больше контроля над процессом ферментации и получаемыми вкусовыми качествами. По мнению Гопульчана, фермеры, особенно мелкие, могли бы сохранить качество своих какао-бобов, особенно в тех случаях, когда ферментация прекращается из-за неожиданного сезона дождей или нежелательных микробов. Кларк, однако, считает, что такая платформа в основном помогает крупным производителям шоколада, которые стараются тщательно контролировать консистенцию, партию за партией. “Различия во вкусе шоколада - это серьезный минус, если вы пытаетесь сделать так, чтобы вкус каждой плитки шоколада Hershey's по всему миру всегда был одинаковым”, - говорит Кларк. “Подобные исследования приносят гораздо больше пользы людям, пытающимся сделать вкус шоколада прежним, чем людям, пытающимся сделать вкус шоколада интересным и необычным”.
По словам Гопульчана, некоторые компании выразили заинтересованность в использовании такого типа технологии для создания шоколадного вкуса без использования какао-бобов. Но это может стать “разрушительным для отрасли”, добавляет он. В конечном счете, он надеется, что это исследование также поможет производителям шоколада с изысканным вкусом — возможно, даже поможет им разработать совершенно новые вкусы. “Мы выявили микробы, которые придают какао-бобам вкус сыра или вина. Кроме того, вы можете получить сильный мясной привкус”, - говорит Гопульчан. “Это невероятно, что вы можете получить совершенно разные вкусы, просто меняя комбинации микробов. Мы не особо хотим есть шоколад со вкусом сыра, но я думаю, что для других видов продуктов здесь есть возможности”.
