Дослідник досліджує "відбитки пальців" какао для виробництва більш якісного шоколаду
Використовуючи новий аналітичний метод, аспірантка ETH Zurich Джулі Лестанг прагне надійно та швидко визначити хімічний профіль какао-бобів. Це формує основу для контрольованої ферментації та високоякісного шоколаду.
Джулі Лестанг із власного досвіду знає, що відбувається, коли в процес ферментації какао проникають небажані мікроорганізми. Перш ніж приїхати до Цюриха в листопаді 2021 року, вона два роки пропрацювала в Кот-д'Івуарі у відділі какао міжнародної харчової компанії.
"Цвіль - це велика проблема", - каже Лестанг. "Іноді весь вантаж какао на кораблі доводиться утилізувати, тому що він прибуває запліснявілий".
Цвіль не тільки погіршує смак какао, але також може становити небезпеку для здоров'я, оскільки гриби виробляють небезпечні мікотоксини.
"Ось чому в нашому дослідницькому проєкті ми шукаємо мікроорганізми, які пригнічують вплив грибків і призводять до контрольованої та оптимальної ферментації какао-бобів", - пояснює Лестанг.
Французький агроном наразі здобуває докторський ступінь у Лабораторії харчової біотехнології на факультеті медичних наук і технологій ETH Цюріха. Коли вона була молодшою, вона вперше захотіла стати шоколатьє після того, як разом зі своєю школою відвідала шоколадну фабрику. Зрештою вона обрала інший шлях, але під час навчання в агрономії в Монпельє, Франція, де вона спеціалізувалася на виробництві продуктів харчування в середземноморських і тропічних країнах, інтерес Лестанга до плодів какао зріс.
Покращений контроль ферментації
На той час, як плитка шоколаду потрапляє на полицю продуктового магазину, какао, що міститься в ній, не тільки проходить довгий шлях, а й піддається певній обробці. Основною частиною цього процесу є ферментація, природний процес, який починається, щойно плоди какао від зеленого до червонувато-жовтого кольору збирають, розкривають, і боби розкладають у дерев'яні ящики для просушування.
Природні мікроорганізми, виявлені на інструментах, на банановому листі, яким вкривають боби, або на руках фермерів розщеплюють цукри в м'якоті, що оточує боби. Цей процес нагріває зерна і робить їх більш кислими, руйнуючи їхні клітини.
"Це запобігає проростанню насіння; інакше незабаром у вас буде багато маленьких какао-дерев", - розповідає Лестанг. Під час ферментації зерна набувають какао-коричневого кольору і гіркуватого землистого смаку, настільки типового для несолодкого шоколаду.
Якість і смак какао багато в чому залежать від того, які мікроорганізми беруть участь у цьому процесі ферментації.
"Якщо ми обробимо какао-боби правильною сумішшю мікроорганізмів на початку ферментації, ми зменшимо ризики для здоров'я, втрату якості та харчові відходи", - пояснює Лестанг.
Харчові технологи використовують дріжджі та молочнокислі бактерії як інгібітори бродіння, що пригнічують грибок. Однак не всі какао-боби однаково реагують на мікроорганізми, оскільки хімічний профіль і властивості бобів різняться залежно від сорту какао та місця його вирощування. Ось чому у своєму проєкті Лестанг розробляє метод визначення хімічного складу какао-бобів. Її робота прояснює, які закваски найкраще захищають боби від грибкового ураження.
Для свого аналізу Лестанг використовує мас-спектроскопію зі швидкою випаровувальною іонізацією (REIMS), метод, що здебільшого використовується для мікробіологічних тестів у медицині; він рідко використовується в харчовій промисловості. "Перевага REIMS полягає в тому, що і підготовка проб, і їхня оцінка потребують набагато менше зусиль і часу, ніж традиційні методи випробувань".
Щоб підготувати какао-боби до аналізу, Лестанг подрібнює їх і додає воду та метанол. Отриману суспензію вона наносить на металеву пластину, а потім пропалює її своєрідним паяльником. Отримані гази аналізуються спектрометром для виявлення їхнього хімічного складу. Нарешті, на діаграмі зображено "відбиток пальця" какао-боба.
Валідація в країнах-виробниках какао
Лестанг тісно співпрацює в цьому проєкті з Дослідницькою групою харчової біотехнології Цюрихського університету прикладних наук (ZHAW). Останній уже понад десять років проводить дослідження спільно з галузевими партнерами щодо вдосконалення методу переробки какао. На додачу до колекції з понад 13 000 мікроорганізмів дослідники ZHAW створили партнерську мережу з виробниками в кількох країнах Центральної та Південної Америки.
На початку проєкту колишній аспірант виділив близько 800 мікроорганізмів унаслідок ферментації какао-бобів у Гондурасі та протестував їх для подальшого використання. Особливо перспективними виявилися чотири кандидати. Лестанг може використовувати цей досвід і зв'язки для перевірки результатів своїх лабораторних досліджень у польових умовах.
Початкова партія заквасок наразі проходить випробування в країнах-партнерах на зразках від 20 до 50 кілограмів какао-бобів. Восени наступного року Лестанг вирушить до Еквадору для подальшого тестування. Якщо виявиться, що мас-спектроскопічний аналіз підходить для швидкого і надійного розроблення правильних заквасок, Лестанг переконаний, що цей метод може стати дедалі популярнішим у харчовому секторі, зокрема, наприклад, у переробці кави.
Що стосується самої Лестанг, то після отримання докторського ступеня вона хоче продовжити роботу з какао. Нещодавно вона пройшла навчання на дегустатора шоколаду в інституті у Великій Британії - "у вільний час", підкреслює вона. "І цей досвід тільки посилив моє захоплення цим фруктом і його обробкою".
Також читайте: