Usare le impronte digitali del cacao per creare un cioccolato migliore
La dottoranda Julie Lestang vuole utilizzare un nuovo metodo analitico per determinare il profilo chimico dei semi di cacao in modo affidabile e rapido. In questo modo sta creando le basi per una fermentazione controllata e per un cioccolato di alta qualità.
Julie Lestang sa per esperienza personale quali sono le conseguenze quando microrganismi indesiderati sono all'opera durante la fermentazione del cacao. Prima di arrivare a Zurigo nel novembre 2021, ha lavorato per due anni in Costa d'Avorio per la divisione cacao di un'azienda alimentare internazionale. "Le muffe sono un grosso problema", dice Lestang. "A volte l'intero carico di cacao di una nave cargo deve essere buttato via perché arriva ammuffito".
La muffa non è solo un problema di sapore, ma anche di salute perché i funghi producono pericolose micotossine. "Nel nostro progetto di ricerca, stiamo quindi cercando microrganismi che inibiscano l'infestazione fungina e portino a una fermentazione controllata e ottimale delle fave di cacao", spiega l'agronoma francese, che attualmente lavora al suo dottorato presso il Laboratorio di Biochimica Alimentare dell'ETH di Zurigo e collabora con la Scuola Universitaria di Scienze Applicate di Zurigo (ZHAW). Una volta voleva diventare cioccolatiera dopo aver visitato una fabbrica di cioccolato a scuola. Non è andata così, ma durante gli studi di agronomia a Montpellier, dove si è specializzata in produzione alimentare nei Paesi mediterranei e tropicali, l'interesse di Lestang per il frutto del cacao ha continuato a crescere.
Migliore controllo della fermentazione
Il cacao non solo ha alle spalle un lungo viaggio prima che una tavoletta di cioccolato appaia sugli scaffali dei negozi, ma subisce anche una serie di fasi di lavorazione. Al centro di questo processo c'è la fermentazione delle fave, un processo naturale che inizia non appena il frutto del cacao, di colore verde o giallo-rossastro, viene raccolto, aperto e messo ad essiccare in casse di legno. I microrganismi, che sono naturalmente presenti nell'ambiente e si trovano sugli attrezzi, sulle foglie di banano per coprirli o sulle mani degli Umwelt und Geomatik, scompongono lo zucchero nella polpa che ricopre le fave. Questo li rende caldi e più acidi. Questo distrugge le cellule dei fagioli. "Questo impedisce ai semi di germogliare, altrimenti avremmo presto tanti piccoli alberi di cacao", dice Julie Lestang ridendo. Durante la fermentazione, le fave acquisiscono anche il colore marrone cacao e il gusto amaro e terroso che caratterizza il cioccolato nero.
La qualità e il sapore del cacao dipendono in larga misura dai microrganismi coinvolti nel processo di fermentazione. "Se trattiamo le fave di cacao con il giusto mix di microrganismi all'inizio della fermentazione, riduciamo i rischi per la salute, la perdita di qualità e i rifiuti alimentari".
I tecnologi alimentari utilizzano lieviti e batteri lattici come starter di fermentazione che inibiscono i funghi. Tuttavia, non tutte le fave di cacao reagiscono allo stesso modo ai microrganismi perché il profilo chimico e le proprietà delle fave variano a seconda della regione di coltivazione e della varietà di cacao. Nel suo progetto, Lestang sta quindi sviluppando un metodo per determinare l'impronta chimica delle fave di cacao. Questo rivelerà quali sono gli starter di fermentazione che meglio proteggono un seme dalle infestazioni fungine.
Per l'analisi, il ricercatore utilizza la "Spettroscopia di massa a ionizzazione evaporativa rapida" (REIMS), un metodo utilizzato principalmente in medicina per i test microbiologici. ? raramente utilizzato nel settore alimentare. "Il REIMS ha il vantaggio che sia la preparazione del campione che l'analisi sono molto meno complesse e richiedono molto tempo rispetto ai metodi di analisi convenzionali".
Per l'analisi, Lestang macina i semi di cacao e li mescola con acqua e metanolo. Spalma la sospensione ottenuta su una piastra metallica e poi la brucia con una specie di saldatore. I gas risultanti vengono analizzati da uno spettrometro in base alla loro composizione chimica. Infine, un diagramma mostra l'"impronta digitale" della fava di cacao.
Convalida nei Paesi produttori
Lestang lavora a stretto contatto con il gruppo di ricerca sulle biotecnologie alimentari della scuola universitaria di Zurigo (ZHAW). Da oltre dieci anni questo gruppo conduce ricerche per migliorare il metodo di lavorazione del cacao insieme a partner industriali. Oltre a una collezione di oltre 13.000 microrganismi, i ricercatori della ZHAW hanno creato una rete di partner con produttori in diversi Paesi dell'America centrale e meridionale. In una prima fase del progetto, un'ex dottoranda ha isolato quasi 800 microrganismi dalla fermentazione dei semi di cacao in Honduras e li ha testati per un successivo utilizzo. Quattro candidati si sono rivelati particolarmente promettenti. Lestang può attingere a questa esperienza e alla rete per testare i risultati di laboratorio nella pratica.
I primi starter di fermentazione vengono attualmente testati su campioni di 20-50 kg di semi di cacao nei Paesi partner. Il prossimo autunno, il ricercatore si recherà in Ecuador per i test. Se si scopre che l'analisi con spettroscopia di massa è adatta a sviluppare starter di fermentazione adeguati in modo rapido e affidabile, questo metodo potrebbe affermarsi sempre più nel settore alimentare, ad esempio nella lavorazione del caffè. Lestang ne è convinta. Lei stessa vuole continuare a lavorare con il cacao dopo la sua tesi di dottorato. L'agronoma ha recentemente seguito una formazione come assaggiatrice di cioccolato presso un istituto nel Regno Unito, "nel tempo libero", come sottolinea. "E il mio fascino per questo frutto e per la sua lavorazione non ha fatto che crescere".
Questo progetto fa parte del programma EU RESPONSE ed è finanziato dal programma quadro dell'UE Horizon 2020 (GA 847585).