Модуляция метаболитов, связанных со вкусоароматическими свойствами, при ферментации какао с использованием биореакторов: влияние на качество
Modulating flavour-related metabolites in cacao fermentation using bioreactors: impact on quality
Margareth SANTANDER, Fabrice Vaillant, Augusta Caligiani, Renaud Boulanger, Martha Zuluaga, Laura Leguizamón, Isabelle Maraval, Jader Rodríguez, Sandra LLANO, Luca Calani, Andrea Fuso, Hugo A. MARTÍNEZ- CORREA, Sebastián ESCOBAR
Аннотация (перевод)
Контролируемая ферментация в биореакторах с механическим перемешиванием была исследована как стратегия модуляции метаболитов, связанных со вкусоароматическими свойствами, и качества шоколада из какао. Влияние температурного режима, регулирования pH и доступности кислорода, контролируемой с помощью механического перемешивания, оценивалось с использованием целевого метаболомного и пептидомного анализов ферментированных бобов, дополненных описательным сенсорным анализом шоколада. Условия обработки значительно влияли на образование редуцирующих сахаров, пептидов, органических кислот, фенольных соединений и метилксантинов, что, в свою очередь, определяло формирование вкусоароматического профиля. Ферментация при постоянной температуре 45 °C без регулирования pH способствовала более медленному внутреннему закислению, усиленному накоплению редуцирующих сахаров и дифференцирующих пептидов, а также ускоренной деградации фенольных соединений и метилксантинов, что привело к получению шоколада, характеризующегося сбалансированным профилем с выраженными фруктовыми, цветочными, ореховыми и древесными нотами и сниженной горечью и терпкостью. Одиннадцать пептидов были идентифицированы как потенциальные маркеры качества и продемонстрировали сильные корреляции с желаемыми сенсорными характеристиками. Напротив, регулирование pH ускоряло закисление и приводило к формированию менее сбалансированных вкусоароматических профилей. Эти результаты подчеркивают потенциал контролируемой ферментации в биореакторах с перемешиванием в качестве технологической платформы для модуляции образования метаболитов, связанных со вкусоароматическими свойствами, и управления характеристиками качества какао посредством точного контроля ключевых переменных ферментации.
Оригинальная аннотация
Controlled fermentation in stirred-tank bioreactors was investigated as a strategy to modulate flavour-related metabolites and chocolate quality in cacao. The effects of temperature regime, pH adjustment, and oxygen availability regulated through mechanical agitation were evaluated using targeted metabolomic and peptidomic analyses of fermented beans, complemented by descriptive sensory analysis of chocolates. Processing conditions significantly influenced the formation of reducing sugars, peptides, organic acids, phenolic compounds, and methylxanthines, which in turn governed flavour expression. Fermentation at a constant 45 °C without pH adjustment promoted slower internal acidification, enhanced accumulation of reducing sugars and discriminating peptides, and facilitated degradation of phenolic compounds and methylxanthines, yielding chocolates characterised by balanced profiles with pronounced fruity, floral, nutty, and woody attributes and reduced bitterness and astringency. Eleven peptides were identified as potential quality markers and showed strong correlations with desirable sensory traits. In contrast, pH adjustment accelerated acidification and generated less balanced flavour profiles. These findings highlight the potential of controlled stirred-tank bioreactor fermentation as a technological platform for modulating flavour-related metabolite formation and directing cacao quality attributes through precise control of key fermentation variables.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/309899c1-cc31-4a4a-b1bb-db829add5f3d
DOI: 10.1016/j.lwt.2026.119781
OpenAlex: W7171237336