Molecular characterization of cocoa beans from different geographical origins: a metabolomics approach with a focus on peptides, amino acids and aroma compounds

Il cacao (Theobroma cacao L.) e il cioccolato sono fra i prodotti alimentari più apprezzati nel mondo. Il nome 'Theobroma' significa 'cibo degli dei', sottolineando le quasi divine qualità nutritive del cacao e del cioccolato. I prodotti a base di cacao sono ottenuti a partire dalle fave di cacao, che rappresentano i semi della pianta del cacao, la quale cresce in una zona geografica limitata, di circa 20 gradi a nord e a sud dell'equatore. I prodotti a base di cioccolato sono ottenuti con un processo costituito da più fasi eseguite in parte nei paesi di origine (fermentazione ed essiccazione) e in parte nei paesi industrializzati in cui le grandi industrie di cacao applicano tecnologie avanzate come la tostatura, l’alcalinizzazione, il concaggio e il temperaggio. Mentre il processo di lavorazione del cacao e del cioccolato beneficia delle più recenti tecnologie, la qualità delle materie prime per la produzione del cacao necessita di essere migliorata attraverso un migliore controllo delle fasi post raccolta, come ad esempio la fermentazione e l’essiccazione. I temi di ricerca attuali più innovativi vertono sullo sviluppo di prodotti a base di cacao di alta qualità. In questo contesto, prodotti di cacao con proprietà salutistiche meglio definite e prodotti di cacao di alta qualità di una specifica dichiarata provenienza geografica sono due importanti tendenze del mercato che spingono la ricerca e sviluppo delle grandi aziende di cacao. La qualità finale dei prodotti di cacao e la concentrazione dei composti bioattivi dipendono dalla composizione chimica delle fave di cacao la quale è fortemente influenzata dalla varietà / ibridi e, ancor più, dalle tecniche di post-raccolta come la fermentazione ed l’essiccazione. Tutti i fattori citati sono strettamente legati alla tradizione locale di lavorazione del cacao sviluppata nei paesi produttori; quindi, l'origine geografica del cacao è di estrema importanza per la definizione dei prodotti finiti del cacao di qualità. Le proteine del cacao sono la frazione che subisce le modificazioni più intense durante la fermentazione: le reazioni microbiologiche ed enzimatiche portano ad una rilevante degradazione delle proteine delle fave di cacao, originando peptidi e aminoacidi, i più importanti precursori dell’ aroma. Queste modifiche si riflettono sulla composizione chimica del cacao e dei prodotti derivati. L'obiettivo globale di questa tesi di dottorato è quello di ottenere una caratterizzazione molecolare dettagliata di fave di cacao fermentate provenienti dai principali Paesi produttori diffusi in tutta la zona equatoriale, al fine di meglio comprendere le modificazioni chimiche che si verificano durante la fermentazione, la loro influenza sulla qualità del cacao ed anche l'influenza dell’ origine geografica. La caratterizzazione chimica è stata effettuata attraverso un approccio analitico integrato che combina la metabolomica, la volatilomica e una approfondita caratterizzazione della frazione azotata in termini di peptidi, aminoacidi liberi e D-ammino acidi.