לא היית אוכל שוקולד בלי זבובים בלתי נראים ושמרים קיצוניים

פרחי עץ הקקאו מתחילים להיפתח בשעות אחר הצהריים המאוחרות. לאורך הלילה, הפרחים הלבנים הקטנים - הצומחים, באופן מוזר, ממש על גזע העץ - ממשיכים להתפרק. הם נפתחים במלואם ממש לפני עלות השחר, ועד לפנות בוקר, הם פתוחים ביותר להאבקה. כך מתחילה שרשרת האירועים הביולוגית שמאפשרת שוקולד.

תוכן קשור

• חוות קקאו לא חוקיות מגרשות פרימטים בחוף השנהב
• Big Brew-ha-ha: מדענים מגלים את שמרי הבר של לאגר

יותר מחצי תריסר מינים של אורגניזמים תורמים להפיכת הפרחים הקטנים והמוזרים של הקקאו לממתק שוקולד. פטריות עשויות לחיות בעלים של העץ, ומגינות על העץ בשקט מפני מחלות שטויות יותר. פרחי העץ, הידועים במדע כ- Theobroma cacao, זקוקים לחרקים מיוחדים כדי להאביק אותם לפני שהם יהפכו לפירות. בתוך התרמילים הצבעוניים ניצבים פולי קקאו, למעשה זרעי הפירות, שהם חומר הגלם של השוקולד. שעועית זו צריכה להתסיס לפני שמייצרי השוקולד יכולים לצלות אותם, לטחון אותם ולערבב אותם לחטיפי שוקולד.

יש משהו מעט פרימיטיבי ובלתי צפוי בהכנת שוקולד. האבקה תלויה בחרקים ביערות הגשם הפראיים, מה שאומר שחקלאים לא יכולים להחזיק דבורי דבש ביתיות - או להורות להם לבוא במשאיות - כדי להגדיל את התשואות. היצורים המעורבים בתסיסה הם גם פראיים. מיקרובים נוחתים על שעועית מהאוויר, ידיהם של אנשים, בעלי חיים חולפים ומי יודע איפה עוד.

"אם היית רואה איך הם מתסיסים אותם, סביר להניח שלא היית אוכל את השוקולד, " אומר גראהם צי, מיקרוביולוג מאוניברסיטת ניו סאות 'ויילס באוסטרליה. "עם זאת ללא תסיסה מסורתית כזו, בנסיבות גסות מאוד ברחבי העולם, לא היינו צריכים שוקולד." תעשיית השוקולד ב -110 מיליארד דולר פועלת לתקנן את ייצור הקקאו ככל האפשר, כאשר מדענים מנסים לפתח "התחלות" תסיסה של קקאו כמו חבילות השמרים בהן עשוי יצרנית בירה או אופה להשתמש. אולם לעת עתה, טעימות השוקולד שלך תלויה בגחמותיהם של יצורי הבר האלה:

המגנים

תרבויות מעבדה של Colletotrichum trope . (תמונה מ"מתחם המינים Colletotrichum gloeosporioides ", EI Rojas, SA Rehner & Samuels, Mycologia 102: 1331. 2010. איור 37, דרך NIH)

לא תוכלו לדעת את זה ממבט, אבל עץ קקאו בריא עשוי להכיל עשרות מינים של פטריות בעלה אחד. הפטריות נקראות אנדופיטים - צמחים רבים חיים איתם, ובהגדרה, הם אינם מעניקים למארחיהם תסמינים חולים. יש לך מיקרוביומה. מדוע עץ לא צריך?

מחקרים עדכניים מגלים כי בדומה למערך החיידקים הידידותי של האדם, גם המיקרוביומה של עץ הקקאו עשויה לחזק את בריאותו. מין אנדופיט עלים נפוץ הנקרא Colletotrichum trope עשוי לעזור לעצים להילחם בפטריה מרושעת יותר שנרקבת את תרמיליהם על ידי גירוי העצים להפעיל גנים לוחמי מחלות שלא היו מפעילים אותם בדרך אחרת.

המאביקים

זוג מזדווג של תאי פורסיפומיה . (באדיבות המשתמש של פליקר כריסטוף קווינטין)

בשלב מוקדם, מדענים הבינו שרוב עצי הקקאו של Theobroma אינם מסוגלים להאביק את עצמם, אך במשך שנים הם לא הצליחו להבין מה הזיז אבקה של קקאו בין העצים. אין פלא: מסתבר שפרחי הקקאו מאביקים על ידי גוונים "לא גדולים בהרבה מכתמים זעירים של אבק מוטס", כתב הביולוג אלן יאנג בספרו, "עץ השוקולד" .

תאי דשן קקאו שייכים לרוב לאחת משתי סוגות, Euprojoannisia או Forcipomyia, הנפוצות ברחבי העולם. קקאו תיאוברומה מקורו במרכז אמריקה, אך חקלאים מגדלים כעת את העצים בדרום מזרח אסיה, מערב אפריקה, הקריביים והאוקיאנוס השקט הטרופי. ככל שאנשים הביאו קקאו לאזורים חדשים בעולם, נראה שהצמחים מצאו זבובים קשורים שנושאים את אבקתם.

עם זאת, הקשר בין פרח הקקאו למאביק מוטרד באופן ידוע לשמצה. חלקם של פרחי הקקאו ההופכים לפירות הוא פחות מאחד מכל עשרים. כדי לשפר את התשואות, עובדים לפעמים האבקה של הפרחים ביד, בעזרת מברשות צבע דקות.

בקוסטה ריקה, יאנג עבד בדרכים פחות עתירות עבודה לשיפור שיעורי ההאבקה. הוא גילה כי מספר פרחי הקקאו שהפך לפירות הועלה מעט על ידי השארת חתיכות קצוצות של צמחי בננה סביב בסיסי עצי הקקאו. פיסות הבננה הרקיבות פיתו מידות לבוא, להיפגש, להזדווג ולהטיל ביצים. "ככל שתשמור על יערות הגשם על נטיעות קטנות של עצי קקאו, כך התשואה תהיה טובה יותר מהאבקה, מכיוון ש יער הגשם הוא מאגר של מאביקים, וניתן למשוך את המאביקים הללו עם מצע גידול זה, " הוא אומר.

התסיסה

תרמיל קקאו שנפתח לאחרונה מלא בבשר דמוי ריר - הזנה טובה לתסיסה של שמרים. (אטלנטייד Phototravel / Corbis)

ברגע שפרח קקאו מתאבקע, הוא מכין פרי בגודל וצורת כדורגל אמריקני. לפרי קליפה עבה, בשר דמוי ריר וזרעים לבנים. הבשר אכיל ויש לו "טעם לימוני-סיד", אומר יאנג. "זה מאוד מרענן." עובדי המטעים לפעמים חוטפים את זה בזמן שהם עובדים.

כדי להכין את פולי הקקאו להכנת שוקולד, העובדים פורסים את הפירות ומגרדים את הזרעים. ואז הם עשויים לפרוש את שעועית הקקאו על האדמה, להערים אותם ולכסות אותם בעלי בננה או להכניס אותם לקופסאות. זה כאשר חיידקים פראיים עובדים. התסיסה מניחה את הקרקע לכמה מהטעמים האופייניים לשוקולד. שוקולד שעשוי מפולים מותססים פחות וטעם מר חמוץ ונראה אפור, לא חום.

ממש כמו אצל המאביקים של קקאו, נראה כי האורגניזמים שמתססקים קקאו דומים בכל העולם. בין אם במערב אפריקה ובין בדרום האוקיאנוס השקט, אותה רצף אלגנטית של יצורים מיקרוסקופיים צומחת על שעועית מכוסה הריר, מנקה אותם לאט לאט מפירות נצמדים ומשחימים אותם. תחילה באו שמרים של הסוג הנסניאספורה, אחר כך קלויברומימס, פיצ'יה וסכארומיומס cerevisiae - שהאחרון הוא אותו המין שמתסס יין, בירה ולחם. שמרים אלה נוחים בריכוזי הסוכר והחומצה הגבוהים של פרי הקקאו, ומייצרים אתנול ופחמן דו חמצני בזמן שהם נושרים.

כאשר רמת האתנול עולה בקטניות המתססות, היא הורגת את רוב החיידקים, כולל חלק מהשמרים עצמם. עם זאת, חיידקי הלקטובצילוס והאצטובקטר פורחים, ניזונים מהאתנול ומייצרים חומצות לקטיות ו אצטיות, שמונעות עוד יותר את השתלטות החיידקים האחרים. בשיא, יתכנו 100 מיליון תאי שמרים וחיידקים בכל גרם שעועית קקאו.

לאחר כשישה ימי תסיסה, העובדים מייבשים את השעועית ומעבירים אותם למפעלי שוקולד, הנמצאים בדרך כלל במדינות המערב. במפעל העובדים צולים את השעועית כדי להכין אותם לייצור שוקולד, וצלייה הורגת את כל המיקרובים שעדיין ישהו על השעועית.

לא ברור מאיפה שמרים וחיידקים מגיעים, אם כי יש המון מקורות פוטנציאליים: ידי העובדים, האוויר, שקים וקופסאות מלוכלכות, רגלי חרקים שבאים וזוחלים מעל השעועית. "זה תהליך מאוד לא מבוקר וטבעי", אומר צי. "זה כנראה לא יעיל במיוחד."

שחקנים גדולים בתעשיית השוקולד היו שמחים לקבל שליטה טובה יותר על תהליך התסיסה. אם העובדים נותנים לתסיסה להימשך זמן רב מדי או אם הטמפרטורות אינן נכונות, פטריות וחיידקי Bacillus יכולים לצמוח ולהעניק לשוקולד טעמים פאנקיים. מה שמפעלים רוצים זה משהו כמו שיש לתעשיות הלחם, הבירה והיוגורט - חבילות המיוצרות במעבדה של חיידקים חיוניים שהם עשויים להוסיף לפולי קקאו כדי להבטיח שרק המינים הנכונים יביאו לתהליך. יש מחקר אינטנסיבי אחר המטרה הזו ברגע זה. כמה מעבדות יצרו תרבויות מתחילים, אך עדיין אין בהן דבר בקנה מידה תעשייתי.

צי מבצע מחקר משלו על אילו מהמינים המופיעים בתסיסה של קקאו הם חיוניים ואילו אנשים עשויים לחתוך. הוא חושב שמדענים יוכלו להשיג תרבות מתחילים שעועית קקאו מוכנה למכירה בעוד חמש שנים. אם יבוא אותו יום אי פעם, הוא יכול להגדיל את כמות מפעלי השוקולד השמישים שמישים מהחקלאים, אולי לשפר את רווחי החקלאים או להפחית את מחיר סוכריות השוקולד. אבל אז גם טעם השוקולד עשוי להיות אחיד יותר, לאבד מעט מהאופי הפראי המשקף את מקורם בחוות קטנות הסמוכות לשולי יערות הגשם בכל רחבי העולם.