ФЕРМЕНТАЦИОННО-ПОДОБНАЯ ИНКУБАЦИЯ ПОВРЕЖДЕННЫХ СЕМЯН КАКАО: ПИЛОТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
FERMENTATION-LIKE INCUBATION OF DAMAGED CACAO SEEDS: A PILOT STUDY
Taís de Oliveira Santos, Renata Santos Rabelo, Flávia Araújo Tavares da Silva, Deborah Araújo Dionizio da Silva, Maria Nobre do Nascimento, Ana Sales de Araújo Franco, Juliana Lischka Sampaio Mayer, Priscilla Efraim
Аннотация (перевод)
Обоснование и цель: Семена какао (Theobroma cacao L.), необходимые для производства шоколада, часто поражаются болезнями, снижающими их качество и экономическую ценность. Целью данного исследования было изучение ферментационно-подобной инкубации как нового подхода, позволяющего использовать поврежденные болезнями семена какао, являющиеся значительными отходами в какао-индустрии. Мы сравнили биохимические и физико-химические изменения в семенах какао, подвергнутых ферментационно-подобной инкубации в контролируемых условиях и спонтанной ферментации. Подход: Оценивались как здоровые, так и поврежденные болезнями семена, свежие и высушенные. Ключевые анализы включали индекс ферментации, общее содержание фенольных соединений, макронутриентный состав и колориметрию. Для идентификации ключевых метаболитов применялось метаболомное профилирование с использованием ядерного магнитного резонанса и газовой хроматографии-масс-спектрометрии. Результаты: Ферментационно-подобная инкубация эффективно воспроизводит результаты спонтанной ферментации, значительно повышая показатели ферментации, содержание фенольных соединений и метаболитов, связанных со вкусоароматическими свойствами, в поврежденных семенах. Такие метаболиты, как сахароза, аминокислоты с разветвленной цепью (BCAAs), ароматические аминокислоты (AAAs) и декан, проявили себя как важнейшие маркеры качества и стрессовых реакций. Полученные данные подтверждают, что ферментационно-подобная инкубация является жизнеспособным решением для имитации спонтанной ферментации даже в поврежденных семенах какао, что может открыть возможность ее промышленного применения, способствуя сокращению отходов и повышению эффективности использования ресурсов. Заключение и практическая значимость: Данное исследование подчеркивает потенциал ферментационно-подобной инкубации для снижения объемов отходов и содействия устойчивому развитию в какао-индустрии. Оно закладывает основу для дальнейших исследований, объединяющих омиксные технологии для оптимизации переработки какао и валоризации поврежденного сырья для различных областей промышленного применения.
Оригинальная аннотация
Background and purpose: Cacao (Theobroma cacao L.) seeds, essential to chocolate production, are frequently affected by diseases that compromise their quality and economic value. This study aimed fermentation-like incubation as a novel approach to enable the use of disease-damaged cacao seeds, a significant waste in the cocoa industry. We compared the biochemical and physico-chemical changes in cacao seeds subjected to fermentation-like incubation under controlled conditions and spontaneous fermentation. Approach: Both healthy and disease-damaged seeds, fresh and dried, were assessed. Key analyses included fermentation index, total phenolic content, macronutrient composition, and colorimetry. Metabolomic profiling using Nuclear Magnetic Resonance and Gas Chromatography-Mass Spectrometry were used to identify critical metabolites. Findings: Fermentation-like incubation effectively replicates the outcomes of spontaneous fermentation, significantly enhancing fermentation indices, phenolic content, and flavor-related metabolites in damaged seeds. Metabolites such as sucrose, branched-chain amino acids (BCAAs), aromatic amino acids (AAAs), and decane emerged as critical markers of quality and stress responses. The findings validate fermentation-like incubation as a viable solution to mimic spontaneous fermentation even in damaged cacao seeds, which may enable its industrial usage contributing to waste reduction and resource efficiency. Conclusion and implications: This study underscores the potential of fermentation-like incubation to reduce waste and promote sustainability in the cacao industry. It lays a foundation for further research integrating omics techniques to optimize cacao processing and valorize damaged materials for diverse industrial applications.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/5960c7f3-e75e-46ac-b1fe-e275a0d239fa
DOI: 10.2139/ssrn.7347382