Kakao Çekirdeği Fermantasyonu: Mayaların Aromadaki Payı

Çikolatanın tadı fabrikada kavrulan çekirdekle başlamaz; ondan önce, kakao çekirdeklerinin çiftlikte birkaç gün boyunca mikroplara bırakıldığı bir aşama vardır. Ekvator kuşağındaki çiftliklerde çoğunlukla yığınlarda ya da kasalarda yapılan bu fermantasyon, mayaların, laktik asit bakterilerinin ve asetik asit bakterilerinin art arda çalışmasıyla ilerler (De Vuyst ve ark., 2020). Aşağıda kasadaki mayaları, yaptıkları işi ve mayasız bir fermantasyonun çikolataya etkisini literatürden derledik.

Çekirdeği saran hamur ve ilk günler

Fermantasyonun başladığı yer, çekirdeği saran viskoz hamur, yani pulptur (Meersman ve ark., 2017). Kakao fermantasyonunu derleyen bir incelemeye göre mayalar bu hamurdaki glukozu etanole çevirir, pektini parçalar ve yüksek alkoller, aldehitler, organik asitler ve esterler gibi aroma bileşikleri üretir (De Vuyst ve ark., 2020).

Hamurun dağılmasında mayaların da payı var. Kakao hamurunun fiziksel ve kimyasal yapısını ayrıntılı inceleyen bir laboratuvar çalışmasında hamurdaki pektinin büyük ölçüde zayıf bağlı maddelerden oluştuğu, parçalanmasında sıcaklığın ve enzim etkinliğinin rol oynadığı bulunmuştur (Meersman ve ark., 2017). Aynı çalışmada yerel bir mayanın hamuru parçalayabilmesinin tamamen tek bir gene, endopoligalakturonaz enzimini kodlayan PGU1 genine bağlı olduğu gösterilmiştir (Meersman ve ark., 2017).

Kasada hangi mayalar var?

Brezilya, Ekvador, Fildişi Sahili ve Malezya'dan 12 fermantasyonun maya türlerini kültürden bağımsız bir yöntemle inceleyen çalışmada, kakaonun kökeninden bağımsız olarak Hanseniaspora türleri öne çıkmış, onları Pichia kudriavzevii ve Saccharomyces cerevisiae izlemiştir (Papalexandratou ve ark., 2011). Fildişi Sahili'nden gelen kasa fermantasyonu örnekleri ise istisna olarak daha geniş bir maya bileşimi göstermiştir (Papalexandratou ve ark., 2011).

Malezya fermantasyonlarında bakteri tarafı dikkat çekici derecede tutarlı çıkmış, yalnız iki baskın tür bulunmuştur; mantar çeşitliliği ise çok daha geniş, çekirdek türlerin yanında yalnız bazı fermantasyonlarda düşük sayıda görülen çok sayıda "değişken" maya saptanmıştır (Meersman ve ark., 2013). Daha geniş bir ölçekte, 60 makaleden 440 ayrı türü içeren 1700'ün üzerinde mikrop kaydını toplayan sistematik bir derleme ve meta-analiz, mikroplarla coğrafi konum ya da fermantasyon yöntemi arasında belirli bir ilişki bulamamıştır (Taylor ve ark., 2022).

Maya olmazsa ne olur?

Mayaların payını ölçmenin doğrudan bir yolu, onları devreden çıkarmak. Bir laboratuvar çalışmasında kakao fermantasyonlarına maya üremesini engelleyen natamisin eklenmiş; aynı bakteri türleri üremeye devam ederken maya üremesi durmuştur (Ho ve ark., 2014). Mayasız fermente edilen çekirdeklerde etanol, yüksek alkol ve ester üretimi düşük kalmış, kavrulmuş üründe pirazinler daha az bulunmuştur (Ho ve ark., 2014).

Aynı çalışmada mayasız çekirdeklerle yapılan çikolata daha ekşi bulunmuş ve karakteristik çikolata aromasından yoksun kalmış; duyusal paneller maya üremesine izin verilen fermantasyonlardan gelen çikolatayı açıkça tercih etmiştir (Ho ve ark., 2014).

Mayadan sonra: aroma öncülleri nasıl oluşur?

Derlemeye göre laktik asit bakterileri hamurdaki glukoz, fruktoz ve sitrik asidi laktik asit, asetik asit, mannitol ve piruvata çevirir; asetik asit bakterileri ise etanolü asetik aside oksitler (De Vuyst ve ark., 2020). Bu asetik asit çekirdeğin içine geçerek çimlenmeyi durdurur ve hücre yapısının dağılmasıyla başlayan enzimatik ve enzimatik olmayan dönüşümler, kavurmada renk ve aromaya dönüşecek hidrofilik peptitleri, hidrofobik amino asitleri ve indirgen şekerleri hazırlar (De Vuyst ve ark., 2020).

Mayaların sahnedeki süresi de sınırlı. Dört ülkeden örneklerin incelendiği çalışmada fermente olan kütlenin içindeki sıcaklık 45 °C'nin üzerine çıktığında ya da erken asetik asit üretimi başladığında örneklerde maya saptanmamıştır (Papalexandratou ve ark., 2011).

Seçilmiş mayalarla aroma ayarlamak

Kendiliğinden gelişen kakao fermantasyonundaki mikrobiyota karmaşık ve değişkendir; bu da üretim verimliliğinde ve kakao kalitesinde tutarsızlığa yol açar (Meersman ve ark., 2013). Tepsi fermantasyonlarına Pichia kluyveri ve K. marxianus suşları içeren karışık kültürler eklenen bir çalışmada bu mayalar 12. saatte maya popülasyonunun yüzde 9,3 ve 13,5'ini oluşturmuş, hiçbir aşamada baskın olmamış, yine de bu fermantasyonlardan yapılan çikolatalar duyusal analizde kendiliğinden fermente olmuş kontrolden farklı aroma profili göstermiştir (Crafack ve ark., 2013).

Isıya dayanıklı ve ester üretimi yüksek S. cerevisiae melezlerinin geliştirildiği bir çalışmada, bu kültürlerle aşılanan kakao hamurunda aroma veren esterler artmış ve bozulmayla ilişkili istenmeyen kokular azalmıştır (Meersman ve ark., 2016). Aynı çalışmada kısa zincirli esterlerin çoğu çikolata yapımındaki konşlama aşamasında buharlaşırken etil oktanoat ve feniletil asetat gibi daha uzun zincirli, yağda çözünen esterler neredeyse etkilenmemiştir (Meersman ve ark., 2016).

Her maya aynı sonucu vermiyor. Kakaodan izole edilmiş bir Hanseniaspora opuntiae suşunun başlatıcı karışımlarda denendiği çalışmada bu suş ortamdaki diğer mayaların önüne geçememiş ve dört günün sonunda yeterince fermente olmamış çekirdekler vermiştir; S. cerevisiae ile aşılanan fermantasyonlar ise kakao likörü ve çikolatada daha zengin ve daha tekrarlanabilir aroma profilleri üretmiştir (Díaz-Muñoz ve ark., 2023).

Ekmek ve bira mayası olarak tanıdığımız S. cerevisiae'nin neden bir mantar sayıldığı maya bir mantar mı yazısında anlatılıyor. Maya ve bakterinin aynı kapta çalıştığı bir içecek için kombucha mayası mantar mı yazısına bakabilirsiniz. Ekmek hamurundaki maya topluluğu ekşi mayada hangi mayalar yaşar yazısında, başka bir fermente gıdanın mikropları ise soya sosu nasıl fermente edilir yazısında ele alınıyor.

Bilimsel referanslar

Crafack, M. et al. (2013). Influencing cocoa flavour using Pichia kluyveri and Kluyveromyces marxianus in a defined mixed starter culture for cocoa fermentation. Int J Food Microbiol, 167(1), 103-16. PMID 23866910. DOI 10.1016/j.ijfoodmicro.2013.06.024.

De Vuyst, L. et al. (2020). Functional role of yeasts, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria in cocoa fermentation processes. FEMS Microbiol Rev, 44(4), 432-453. PMID 32420601. DOI 10.1093/femsre/fuaa014.

Díaz-Muñoz, C. et al. (2023). An in-depth multiphasic analysis of the chocolate production chain, from bean to bar, demonstrates the superiority of Saccharomyces cerevisiae over Hanseniaspora opuntiae as functional starter culture during cocoa fermentation. Food Microbiol, 109, 104115. PMID 36309429. DOI 10.1016/j.fm.2022.104115.

Ho, V.T. et al. (2014). Yeasts are essential for cocoa bean fermentation. Int J Food Microbiol, 174, 72-87. PMID 24462702. DOI 10.1016/j.ijfoodmicro.2013.12.014.

Meersman, E. et al. (2013). Detailed analysis of the microbial population in Malaysian spontaneous cocoa pulp fermentations reveals a core and variable microbiota. PLoS One, 8(12), e81559. PMID 24358116. DOI 10.1371/journal.pone.0081559.

Meersman, E. et al. (2016). Tuning Chocolate Flavor through Development of Thermotolerant Saccharomyces cerevisiae Starter Cultures with Increased Acetate Ester Production. Appl Environ Microbiol, 82(2), 732-46. PMID 26590272. DOI 10.1128/AEM.02556-15.

Meersman, E. et al. (2017). Characterization and Degradation of Pectic Polysaccharides in Cocoa Pulp. J Agric Food Chem, 65(44), 9726-9734. PMID 29032689. DOI 10.1021/acs.jafc.7b03854.

Papalexandratou, Z. et al. (2011). Assessment of the yeast species composition of cocoa bean fermentations in different cocoa-producing regions using denaturing gradient gel electrophoresis. FEMS Yeast Res, 11(7), 564-74. PMID 22093683. DOI 10.1111/j.1567-1364.2011.00747.x.

Taylor, A.J. et al. (2022). Microbes associated with spontaneous cacao fermentations - A systematic review and meta-analysis. Curr Res Food Sci, 5, 1452-1464. PMID 36119372. DOI 10.1016/j.crfs.2022.08.008.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 9  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya