Produkcja czekolady. Będzie jeszcze smaczniejsza?

Naukowcy z Wydziału Nauk Biologicznych Uniwersytetu w Nottingham zbadali, jak temperatura, pH i mikroorganizmy oddziałują na siebie podczas procesu fermentacji ziaren kakaowca. W badaniach, które ukazały się na łamach pisma „Nature Microbiology” (DOI: 10.1038/s41564-025-02077-6), zidentyfikowali kluczowe gatunki bakterii i grzybów oraz inne czynniki, które wpływają na smak czekolady.

Czekolada jest zazwyczaj wytwarzana poprzez fermentację ziaren kakaowca, suszenie ich, prażenie, a następnie mielenie na pastę, z której oddziela się masło kakaowe i masę kakaową. Następnie są one mieszane w różnych proporcjach z innymi składnikami, aby uzyskać gorzką, mleczną lub białą czekoladę. Na jakość i smak czekolady wpływa wiele czynników, ale sposób ich fermentacji jest jednym z najważniejszych etapów po zbiorach ziaren kakaowca. Fermentacja stanowi podstawę rozwoju aromatu, złożoności smaku i redukcji goryczki w końcowym produkcie.

Podczas fermentacji mikroby pochodzące z otaczającego środowiska trawią części owoców kakaowca i wytwarzają różne związki, które nadają czekoladzie smak. Jednak w przeciwieństwie do produkcji wina, piwa czy sera, fermentacja kakao jest procesem naturalnym, w którym zazwyczaj biorą udział społeczności mikroorganizmów występujące w środowisku, bez dodatku konkretnych szczepów. W rezultacie niewiele wiadomo na temat tego, jak różne warunki lub gatunki mikroorganizmów mogą wpływać na smak czekolady.

– Fermentacja to naturalny proces napędzany przez mikroorganizmy, który zazwyczaj odbywa się bezpośrednio na plantacjach kakao, gdzie zebrane ziarna są układane w skrzyniach, stosach lub koszach. W takich warunkach naturalnie występujące bakterie i grzyby z otaczającego środowiska rozkładają ziarna, wytwarzając kluczowe związki chemiczne, które stanowią podstawę ostatecznego smaku i aromatu czekolady. Jednak ta spontaniczna fermentacja jest w dużej mierze niekontrolowana. Rolnicy mają niewielki wpływ na to, które mikroorganizmy dominują lub jak przebiega proces fermentacji. W rezultacie fermentacja, a tym samym smak i jakość ziaren, znacznie różni się w zależności od zbiorów, gospodarstw, regionów i krajów – powiedział David Gopaulchan, pierwszy autor publikacji.

Współpracując z kolumbijskimi rolnikami naukowcy chcieli sprawdzić, czy ten niestabilny, naturalny proces można odtworzyć i kontrolować w laboratorium. W swoich pracach zidentyfikowali kluczowe czynniki wpływające na smak czekolady. Najpierw zebrali próbki fermentujących ziaren kakao z plantacji w Kolumbii. Analizując materiał genetyczny w próbkach, zidentyfikowali pięć gatunków bakterii i cztery gatunki grzybów, które regularnie występowały w partiach ziaren, z których produkowano czekoladę o wykwintnym smaku.

Badacze wysterylizowali ziarna kakaowca, a następnie dodali do nich jedynie te dziewięć zidentyfikowanych organizmów i przeprowadzili proces fermentacji. Ustalili też odpowiednie pH i temperaturę fermentujących ziaren. Z fermentowanych ziaren kakao przygotowali próbki dla wyszkolonych degustatorów, aby zbadać ich profile smakowe. Ci stwierdzili, że ​​zawierają one różne owocowe nuty, których nie ma w próbkach wytwarzanych z ziaren pozbawionych tych mikrobów. – Dodanie tych mikrobów nadało im cytrusowe, jagodowe, kwiatowe, tropikalne i karmelowe nuty – powiedział David Salt z Uniwersytetu w Nottingham.

Odtworzenie w laboratorium procesu fermentacji z powodzeniem naśladowało dynamikę fermentacji w gospodarstwach kolumbijskich rolników i pozwoliło uzyskać czekoladę o tych samych, wykwintnych cechach smakowych.

– Odkrycia, których dokonaliśmy, są niezwykle ważne dla producentów czekolady. Wykazaliśmy, że mogą oni polegać na mierzalnych wskaźnikach, takich jak pH, temperatura i dynamika mikroorganizmów, aby wiarygodnie przewidywać i osiągać spójne rezultaty smakowe. Badania te oznaczają przejście od spontanicznych, niekontrolowanych fermentacji do znormalizowanego, opartego na nauce procesu. Tak jak kultury starterowe zrewolucjonizowały produkcję piwa i sera, tak fermentacja kakao jest gotowa na własną transformację, napędzaną przez mikroorganizmy, sterowaną danymi i dostosowaną do doskonałości smaku. Poprzez skuteczne udomowienie procesu fermentacji, praca ta kładzie podwaliny pod nową erę w produkcji czekolady, w której zdefiniowane kultury starterowe mogą standaryzować fermentację, otwierać nowe możliwości smakowe i podnosić jakość czekolady – wyjaśnił Gopaulchan.

Jednak zidentyfikowana społeczność mikrobów, które są odpowiedzialne za wyśmienite smaki czekolady, może różnić się na plantacjach kakao poza Kolumbią, gdzie na przykład różnice klimatyczne mogą wpływać na to, które mikroorganizmy się lepiej rozwijają. Potrzebne są dalsze badania, aby to sprawdzić.