Eerdere microbiologische studies van cacaoboonfermentaties hebben aangetoond dat gisten, melkzuurbacteriën, azijnzuurbacteriën en bacillen bijdragen tot de cacaoboonfermentatie. Desondanks werden niet veel studies uitgevoerd die de isolatie, identificatie en functionele rol van melkzuurbacteriën en azijnzuurbacteriën tijdens de cacaoboonfermentatie bekijken. Daarom bestudeerde Nicholas Camu van de Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie van de Vrije Universiteit Brussel (promotor Prof. Dr. ir. Luc De Vuyst) in zijn doctoraatsonderzoek het cacaoboonfermentatieproces door middel van een multifasische studie. Het onderzoek legde bloot dat er slechts een kleine biodiversiteit bestaat onder melkzuur- en azijnzuurbacteriën aanwezig bij de traditionele Ghanese cacaoboonfermentaties, doch dat de micro-organismen een aanzienlijke impact hebben op de smaak van de chocolade. Dit onderzoek leidde tot de ontdekking van enkele nieuwe soorten melkzuur- en azijnzuurbacteriën. Deze kennis kan aangewend worden om in te spelen op het aroma, de textuur en de aanwezige aromaprecursoren van cacao en chocolade.
In zijn doctoraatstudie toonde Nicholas Camu aan dat een succesvolle cacaoboonhoopfermentatie bestaat uit een opeenvolging van microbiële activiteiten, met name pectinedegradatie en ethanolvorming door gisten, citraat- en suikerfermentatie in melkzuur, azijnzuur en mannitol door melkzuurbacteriën en ethanol-, lactaat- en mannitoloxidatie tot koolstofdioxide en water door azijnzuurbacteriën. Naast de microbiologische en biochemische benadering van de spontane Ghanese cacaoboonfermentatie werden een cut test, chocoladeproductie en sensorische analyse uitgevoerd met de bonen van de bestudeerde spontane cacaoboonfermentaties. Betreffende de melkzuur- en azijnzuurbacteriën is de speciesdiversiteit beperkt; bepaalde stammen vanLactobacillus plantarum, Lactobacillus fermentum en Acetobacter pasteurianus overheersen het fermentatieverloop. Bovendien zijn fermenterende cacaobonen een bron van nieuwe melkzuur- en azijnzuurbacteriesoorten, zoals de nieuw beschreven Weissella ghanensis,Acetobacter ghanensis en Acetobacter fabarum.
Hoewel dezelfde micro-organismen in verschillende hopen aanwezig waren, afkomstig van verschillende boeren of verschillende seizoenen, waren de hoopfermentatietemperaturen en de gevormde microbiële metabolietconcentraties verschillend. Dit zou aan de heterogeniteit en de grootte van de hopen kunnen gelegen zijn, maar was hoofdzakelijk toe te schrijven aan microbiële variabiliteit. Deze verschillen veroorzaakten uitgesproken effecten op het aroma van de chocolades gemaakt van de overeenkomstige droge, gefermenteerde cacaobonen. Bijvoorbeeld, een te hoge azijnzuurconcentratie in de droge, gefermenteerde cacaobonen als resultaat van een betere groei van de azijnzuurbacteriën in de omringende cacaopulp, resulteerde in een zuur smakende chocolade. Terwijl het draaien van de hopen de fermentatiesnelheid verhoogde en de groei van azijnzuurbacteriën bevorderde, wil dit niet noodzakelijk zeggen dat het aroma van de gefermenteerde bonen en de daaruit resulterende chocolade beter is, althans wat kleine hopen betreft.
Hoewel er anders over gedacht werd in het verleden, spelen melkzuurbacteriën wel degelijk een belangrijke rol tijdens het procédé van de cacaoboonfermentatie, aangezien de citroenzuurfermentatie door melkzuurbacteriën een pH-regulerende rol speelt, het geproduceerde lactaat en azijnzuur microbiële contaminatie controleert en het geproduceerde lactaat en mannitol voordelig zijn voor de groei van azijnzuurbacteriën.
Tijdens dit onderzoek werd duidelijk aangetoond dat de bacteriële fermentatie een invloed heeft op het aroma van de chocolade van de overeenkomstige, droge, gefermenteerde cacaobonen. Dit werd aangetoond door de toepassing van geselecteerde, competitieve stammen van L. plantarum en/of L. fermentum plus A. pasteurianus. De keuze van de startercultuur (microbiële species en grootte van het inoculum) zal van essentieel belang zijn om het fermentatieproces te controleren en te sturen om tot een goede smaak van chocoladeproducten te komen.
Bron
- Nicholas Camu
- Doctoraatsthesis Nicholas Camu (2007), Biodiversity, population dynamics, and metabolite target analyses of Ghanaian cocoa bean heap fermentation processes– promotor Prof. Luc De Vuyst (Vrije Universiteit Brussel)
Interessante link
Research Group of Industrial Microbiology and Food Biotechnology, VUB