Per un cacao migliore

Geni, piante e malattie. Il recente sequenziamento del genoma di una varietà di Theobroma cacao (la criollo, originaria dell’area maya tra Messico, Belize e Guatemala) è notizia interessante per diversi motivi. Il primo è che l’operazione portava a bordo una delle multinazionali del settore di riferimento (la Mars), garantendo tuttavia -credo per la prima volta ma potrei sbagliare- il pubblico dominio di dati ed informazioni. Queste potranno quindi essere sviluppate, elaborate ed applicate anche da terzi a patto che non ne nascano brevetti, secondo un approccio open-source raramente implementato nel settore delle ricerche genetico-agronomiche. Il secondo motivo è che la mappatura del genoma permetterà, auspicabilmente, di fare passi avanti verso la risoluzione di uno degli annosi problemi di questa pianta, quello dell’enorme perdita di produttività e di reddito (oltre il 30%) che colpisce coltivatori grandi e piccoli a causa delle diverse malattie che affliggono Theobroma cacao.  Questa specie così preziosa per commerci e palati è infatti di costituzione assai cagionevole e subisce devastanti attacchi da parte di parassiti, soprattutto fitoplasmi e marciumi, al punto che le fitopatie contribuiscono quasi al pari delle speculazioni alle periodiche fluttuazioni dei prezzi (in questo periodo, per la cronaca, siamo in fase di forte rincaro). Proprio questo elemento porta al terzo motivo di interesse, dato che le previsioni sul futuro del cioccolato paiono fosche: la sperequazione nella distribuzione dei profitti tra piccoli produttori di cacao e grossi distributori di cioccolato sta portando all’abbandono delle piantagioni negli epicentri della coltivazione (Ghana, Costa d’Avorio), con forti dubbi sulla futura disponibilità della materia prima ai prezzi attuali. Questo anche a causa dalla scarsità di nuovi impianti, con le piantagioni attuali che calano di resa e quelle nuove che non partono perchè la retribuzione garantita ai produttori  è troppo scarsa a fronte della mole di lavoro necessaria, tra le altre cose,  a preservare le piante dalle malattie. Conoscere meglio la genetica della pianta permetterà di aumentare la resa produttiva, stabilizzare la coltivazione o addirittura di modificare il modello stesso della produzione del cacao? Difficile dirlo, ma piace pensare che possa almeno aiutare a capire e risolvere un altro limite produttivo della specie, quello della scarsa fecondazione dei fiori: solo 5 fiori su 100 sbocciati producono frutti. Non è affatto detto però che la mappatura del genoma non possa giovare anche alla gestione etica della filiera, altro grande vulnus del settore cioccolatiero, soprattutto se lo sviluppo di varietà resistenti sarà portato avanti usando i dati genetici come guida per la selezione colturale, ad esempio tracciando nella progenie i geni che inducono resistenza, amplificandone l’azione. Non necessariamente il possesso di un genoma codificato implica difatti  il ricorso a prodotti “geneticamente modificati”, in quanto tali informazioni aiutano in modo consistente anche la selezione agronomica di prodotti “convenzionali”, velocizzandola. Che alla fine del processo i primi possano in realtà assomigliare molto -nella forma e nella sostanza- ai secondi è invece ragione del virgolettato. L’ultimo motivo – forse più affascinante dal punto di vista culturale che non colturale– è che diventerà possibile ricostruire meglio le relazioni tra il genere Theobroma e l’uomo, costruendo una mappa che spieghi come l’uomo ha svolto le selezioni e creato le varietà nel passato.

Genomarketing. Tra le varie cose scritte a strascico della notizia, si è letto anche che la mappatura dei geni della pianta del cacao permetterà di avere a breve un cioccolato migliore o più facilmente indirizzabile ad impieghi specifici, come quello nutraceutico-salutistico: cacao più buono o più ricco in catechine, flavonoidi e procianidine. Spiace dirlo ma, almeno in tempi brevi, la descrizione del patrimonio genetico di Theobroma cacao non porterà ai consumatori né un cioccolato più buono e né un cioccolato più benefico e queste affermazioni servono più che altro a giustificare un titolo vistoso (o un rinnovo del finanziamento). Certo, scoperti i geni che me regolano la produzione nella pianta sarà possibile sviluppare varietà capaci di sovraprodurre i salutari flavonoidi antiossidanti, ma avrebbe senso? Il risultato sarebbe praticamente immangiabile per amarezza e già ora molti dei passaggi nella filiera sono mirati a modulare verso il basso l’abbondanza di catechine e flavonoidi, allo scopo dichiarato di trovare un equilibrio tra palatabilità e presenza di queste sostanze. Chi volesse soddisfare queste due esigenze dovrebbe invece guardare da un’altra parte, verso l’ottimizzazione della fase di post-raccolta e di trasformazione dei semi in cacao e di questo in cioccolato, ad esempio.

C’è fermento. Quando si parla dell’alimento-cacao, si deve pensare ad un cibo che dista dalla pianta più del vino dall’uva: aroma, gusto e proprietà accessorie hanno una base radicata nella materia prima di partenza, ma il grosso di quanto gustiamo e sfruttiamo è dovuto alle trasformazioni successive, gestite dall’uomo e mediate da microrganismi. Tutte le descrizioni circa la lavorazione dei frutti di cacao parlano dei seguenti stadi di trasformazione; fermentazione, essiccatura, tostatura, separazione della polvere di cacao dal burro e successive operazioni necessarie per ottenere poi il cioccolato, cose di cui ha già parlato Dario Bressanini tempo addietro. Nello specifico però il processo di fermentazione ha un’influenza superiore a tutti gli altri sulla qualità del prodotto finale e presenta diverse variabili tecnologiche (fermentazione in cassoni di legno, in tini metallici o più spesso in cumuli) e di processo (presenza di inneschi, durata della fermentazione) che influenzano in modo specifico la disponibilità di polifenoli antiossidanti e la presenza di sostanze aromatiche. Limitandoci agli attori microscopici della fermentazione, chi avesse seguito i progressi e le conseguenze della microbiologia enologica sugli esiti qualitativi della vinificazione sa bene che l’uso di ceppi selezionati si traduce in una diversa mappatura sia delle sostanze aromatiche che determinano il bouquet del vino che di quelle salutistiche, come i polifenoli. A differenza del vino però, per il cacao la fermentazione avviene in ambienti scarsamente controllati come i cumuli formati a terra ed avvolti da foglie di banano comuni nel sottobosco delle foreste in cui si coltiva la pianta, con grossi problemi di omogeneità dei lotti e poche ricerche solide in grado di apportare reali migliorie ed affinamenti.

Cosa succede? Fino a che la cabosse è attaccata alla pianta, il suo interno è sterile. Quando il frutto viene aperto, manipolato e più o meno grossolanamente separato dalla buccia esterna, la polpa mucillaginosa che avvolge i semi del cacao viene contaminata da una complessa e mutabile flora microbica, in genere tipica del luogo in cui si effettua il processo. Ed inizia a fermentare. La fermentazione del cacao, pur avvenendo sulla parte esterna dei semi, determina una serie di trasformazioni nell’embrione (che viene ucciso) e nei cotiledoni, che per diffusione si ingrossano ed ospitano un’ampia serie di reazioni chimiche di tipo ossidativo che colpiscono anche la frazione polifenolica, oltre a quella zuccherina.  Nonostante l’importanza del tema per la qualità del prodotto finito, le pubblicazioni scientifiche sull’argomento non sono molte e la World Cocoa Foundation ne mette a disposizione una raccolta esaustiva organizzata per tema. Non manca una sezione dedicata alla fermentazione ed agli effetti di diversi microrganismi sui metaboliti secondari del cacao. Lo schema qui riportato (tratto da questo esaustivo resoconto) illustra ad esempio la progressione tipica di un cacao in fermentazione.

Nel cumulo di semi e mucillagine ha luogo una vera e propria successione ecologica in cui inizialmente dominano i lieviti pectinolitici, che consumano lo zucchero delle mucillagini e l’ossigeno presente spianando velocemente la strada ad una proliferazione di batteri lattici prima ed acetici poi. Mentre la scomparsa di tutte queste colonie è rapida, la crescita delle colonie di funghi filamentosi e bacilli sporigeni è graduale per circa una settimana e va arrestata ad un certo punto per evitare che si sviluppino aromi sgraditi. Se in linea generale le classi sono note,  pochissimi sono i microrganismi isolati e caratterizzati ed ancor meno sono quelli sottoposti ad un processo di selezione e sviluppo per ottenere miscele in grado di dare risposte ad hoc, come avviene nella microbiologia enologica.

Aroma e fermentazione. Eppure durante la fermentazione vengono prodotti  tutti i precursori dell’aroma del cacao trasformando sostanze esistenti come le proteine (la vicilina ad esempio), legando aminoacidi e zuccheri riducenti, ossidando molti polifenoli con riduzione del sapore amaro, liberando acidi, generando i precursori delle pirazine che si formeranno poi in tostatura. La simmetria con la vinificazione ha il suo massimo splendore proprio quando si parla di profumo del cacao. Gli odori che formano il cosiddetto aroma secondario dei vini, composto da note fruttate dovute ad esteri ed aldeidi o ad altre molecole come quelle che impartiscono il profumo di viola al Lambrusco, si producono durante la fermentazione e dipendono molto dal tipo di microrganismi coinvolti, dalla tempistica del processo e non solo dalla materia prima di partenza. Qualora ci si trovi di fronte a successioni ecologiche così complesse come quelle riscontrabili nel cacao le infinite combinazioni che si conoscono nel vino vengono esponenzialmente moltiplicate, perchè molte più specie microbiche sono coinvolte: si suppone che i generi Lactobacillus, Candida, Yarrowia, Gluconobacter, Acetobacter, Bacillus, Hanseniaspora, Pichia forniscano sino ad una decina di specie ciascuno e che molti altri generi e specie tuttora non descritte siano coinvolti nelle trasformazioni delle fave del cacao. L’esistenza di una variabilità microbiologica così ampia è, probabilmente, anche una componente importante nello sviluppo di diversi retrogusti in funzione del luogo di provenienza del cacao (i cosiddetti cru, con una scelta lessicale non a caso mutuata dall’enologia) in quanto diversi microrganismi si traduce nello sviluppo di diverse sostanze profumate. A seconda dell’esito desiderato dal committente e delle abitudini locali, la fermentazione può essere arrestata in anticipo o protratta più a lungo, bloccando il prodotto in una determinata fase ed influenzandone il profilo sensoriale. Il cacao della varietà Forastero ad esempio fermenta oltre una settimana ed è fruttato, così come Trinitario ed Arriba che possono offrire una maggiore acidità grazie ad una più elevata prevalenza della fermentazione acetica, mentre il Criollo ha un profilo organolettico più delicato a seguito dei soli 3 giorni di fermentazione cui è sottoposto.

In questo caso più che manipolare il genoma del cacao per produrre un cioccolato più buono sarebbe opportuno lavorare sulla microbiologia della fermentazione, selezionando i ceppi batterici più adatti alla formazione degli aromi preferiti e sui metodi fermentativi (tempi, temperature).

Polifenoli e fermentazione. Come accennato in precedenza, produrre un seme di cacao più ricco in flavonoidi e catechine “per gene ricevuto” ha poco senso pratico in quanto il cacao grezzo, ovvero il seme crudo appena colto dalla pianta, ne contiene già abbastanza da possedere un sapore sgradevole, astringente ed amaro e necessita di essere fermentato, seccato e tostato per rientrare in un range di gusto “commestibile”. Durante la fase anaerobica della fermentazione le procianidine ed altri polifenoli si legano alle proteine del cotiledone per poi subire, nella successiva fase aerobica, una serie di ossidazioni che da un lato impartiscono al seme il caratteristico “color cioccolato” e dall’altro riducono consistentemente la presenza di polifenoli (amari, ma attivi). Che la disponibilità di varietà di cacao ad altissimo contenuto di flavonoidi non sia un punto così importante, ce lo spiega il seguente diagramma tratto da un recentissimo articolo, che descrive l’andamento del contenuto in catechine durante la filiera “dalla pianta alla barretta di cioccolato”. Il passaggio chiave per regolare la presenza di catechine (soprattutto epicatechina) e procianidine è la fermentazione e non la disponibilità di queste sostanze nei semi, dato che per effetto dei microrganismi va “perso” l’80% di queste sostanze.  Interessante anche l’ultimo grafico, uno dei pochi a descrivere la variabilità e lo scarso controllo che abbiamo del cacao in fase di fermentazione. Si riferisce a diversi cumuli di semi e mostra come pur partendo da materie prime con una diversa abbondanza iniziale di epicatechina dopo alcuni giorni questa sia normalizzata dall’azione microbica. In questo senso, trovare cocktails di microrganismi che consumano meno epicatechina sarebbe più rapido ed implementabile rispetto allo sviluppo di varietà di cacao ad alto contenuto di polifenoli destinati comunque ad una trasformazione drastica.

4 thoughts on “Per un cacao migliore

  1. Jorge Amado in Cacao (pagine 53-54 e 57-58 nell’edizione Einaudi) descrive rapidamente la lavorazione dei frutti e l’innesco della fermentazione…
    Chi dalla lettura avesse un brivido di disgusto ricordi come i (bis)nonni pigiavano l’uva e che pure le più nobili fermentazioni abitano a due passi dai marciumi.

  2. Le più nobili fermentazioni *sono* marciumi. Rot rulez.

    Avere lettori che spaginano Amado così tra un genoma ed un polifenolo, invece, è un onore raro.

  3. ssht! non dirlo ad alta voce che fermentazioni=marciumi
    sapere che molto di quello che mettiamo in tavola è il risultato di una digestione altrui può essere traumatico…

    (ma i collegamenti scienza-arte sono un gran divertimento – e grazie!)

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