Метаболомный анализ динамики предшественников аромата в процессе ферментации какао-бобов, выращенных в различных климатических производственных зонах Колумбии.
Metabolomic insights into flavour precursor dynamics during fermentation of cacao beans cultivated in diverse climatic production zones in Colombia.
Sandra Llano, Andrés Zorro-González, Margareth Santander, Fabrice Vaillant, Renaud Boulanger, Diana Marcela Ocampo Serna, Sebastián Escobar
Аннотация (перевод)
Рынок какао высшего вкусового качества обеспечивает значительные экономические и неэкономические выгоды для фермеров. Метаболиты — предшественники вкуса и аромата, образующиеся на различных этапах послеуборочной обработки, имеют решающее значение для формирования превосходных органолептических свойств. Однако идентификация этих метаболитов и понимание того, как климатические вариации и методы послеуборочной обработки влияют на них, остаются сложной задачей. В данном исследовании изучается, как применяемая методология ферментации и климатические условия в различных зонах региона производства какао-бобов Араука (Колумбия) влияют на метаболомный профиль какао-бобов и метаболиты — предшественники их вкуса и аромата. Нетаргетный метаболомный анализ какао-бобов из 9 производственных зон, ферментированных в течение 0, 24, 48, 72, 96 и 120 ч, проводился методом UHPLC-ESI-Orbitrap-MS. Модель PLS-DA показала, что метаболомный профиль («фингерпринт») изменяется в ходе ферментации. Среди наиболее дискриминантных метаболитов были предварительно идентифицированы 18 олигопептидов, сахароза, глюкоза, фруктоза, флаванолы и кислоты. Хемометрический анализ показал, что время ферментации оказывает существенное влияние на метаболомный профиль какао-бобов, тогда как агроклиматические условия оказали незначительное влияние. Метаболомный анализ определил 96 ч как оптимальное время ферментации для максимизации количества предшественников аромата. Метаболомный анализ определил 96 ч как оптимальное время ферментации для максимизации количества предшественников аромата во всех 9 оцененных зонах производства какао. Это исследование подчеркивает ключевую роль ферментации в формировании предшественников вкуса и аромата и способствует разработке новых подходов к переработке какао на основе отслеживания биохимических и функциональных соединений (биомаркеров качества).
Оригинальная аннотация
The market for flavour superior quality cacao provides significant economic and non-economic benefits to farmers. Flavor precursor metabolites, formed during various post-harvest stages, are crucial for developing superior sensory attributes. However, identifying these metabolites and understanding how climate variations and post-harvest practices influence them remains a challenge. This study investigates how the fermentation methodology applied and climate conditions in different zones of the cacao beans producing region of Arauca - Colombia, influence the metabolomic profile of cacao beans and their flavour precursor metabolites. Untargeted metabolomic analysis was performed by UHPLC-ESI-Orbitrap-MS on cacao beans fermented for 0, 24, 48, 72, 96, and 120 h from 9 production zones. The PLS-DA model highlighted that the metabolomics fingerprint changes through fermentation time. Among the most discriminant metabolites, 18 oligopeptides, sucrose, glucose, fructose, flavanols, and acids were tentatively identified. The chemometric analysis showed that fermentation time has a significant impact on the metabolomic profile of cacao beans, while agroclimatic conditions had a minor influence. Metabolomic analyses defined 96 h as the optimal fermentation time to maximize the amount of aroma precursors. Metabolomic analyses identified 96 h as the optimal fermentation time to maximize the amount of aroma precursors across all 9 cacao production zones evaluated. This study underscores the central role of fermentation in shaping flavor precursors, and contributes to the development of new approaches for cacao processing based on the tracking of biochemical and functional compounds (quality biomarkers).
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/919da6f4-34a8-4b04-a693-39f07214e3ab
DOI: 10.1016/j.foodres.2025.115978