提到巧克力,人们往往会联想到浓郁的可可香或是焦糖甜香。但很少有人知道,这些独特风味的形成,全靠可可豆发酵这一关键步骤。
传统巧克力的制作流程并不复杂:从可可果荚中取出裹着果肉的可可豆,将其堆积起来自然发酵,待风味物质初步形成后,再进行干燥、烘焙、研磨等后续加工。但就是这种自然发酵却成了巧克力产业长期以来的“心病”。
“葡萄酒、啤酒酿造时,会人工添加标准化的酵母菌种;奶酪制作时,也有相应的发酵菌株可供使用,从而稳定风味和品质。但可可发酵不一样,它完全依赖环境中的野生微生物——比如原料、环境空气中的酵母、细菌,甚至工人手上的微生物都可能影响发酵过程。”北京工商大学食品与健康学院教授李秀婷说。
这种无人工干预的发酵模式,导致可可风味极不稳定:同一产区的可可豆,今年发酵出的巧克力可能带花香风味,明年就可能因雨水多、微生物种类变化,变成偏酸的风味;更麻烦的是,野生微生物中可能会混入有害杂菌,导致可可豆发酵失败,产生霉味、涩味等异味,严重影响巧克力品质。
而此次发表的新研究,恰恰瞄准了这一痛点。科研团队通过大量筛选和实验,最终确定了3种酵母、4种乳酸菌和2种醋酸菌,组成了一个功能明确的合成微生物群落。这9种微生物并非随意搭配,而是模拟了自然发酵过程中微生物的协同工作模式,各自承担着不同的任务。
酵母就像开路先锋,首先分解可可果浆中的糖分,产生酒精和少量有机酸,为后续微生物创造适宜的生长环境;接着,乳酸菌登场,将酒精转化为乳酸等酸性物质,降低发酵体系的pH值,同时生成部分小分子风味物质;最后,醋酸菌把残留的酒精转化为醋酸,进一步调节风味,还能抑制杂菌生长,避免异味产生。科学家李秀婷通俗地解释了菌群的协同机制,“这就像一支配合默契的工程队,每个成员各司其职,最终共同完成风味的‘精准搭建’。”
实验结果显示,这个人工设计的“微生物战队”表现远超预期。它不仅能稳定产生可可风味的关键原材料,即风味前体物质,还能显著提升巧克力中产生果香、花香类香气的成分(如酯类物质)含量;更重要的是,由于菌群组成明确、可控,彻底避免了传统自然发酵中杂菌污染的问题,使巧克力的风味稳定性大幅提升。此外,研究团队还实现了巧克力的风味定制:通过调整不同菌株的比例,比如增加某种乳酸菌的数量,就能让巧克力的焦糖香气更浓郁;调整酵母的种类,就能让巧克力的花香更突出。