Frontiers for Young Minds

Frontiers for Young Minds
תפריט
רעיון מרכזי מדעי כדור הארץ פורסם: 7 במרץ, 2022

סיפור טעים מאוד עשוי שוקולד

תַקצִיר

האם ידעתם ששוקולד מופק מפוֹלים שנקצרים מפירותיו של עץ שנקרא קקאו (Theobroma cacao)? הפירות האלה הם תרמילים צהובים או אדומים שמכילים פולים המכוסים בציפה מתוקה-מרה. קקאו הגיע מאזור האמזונס, ומסיבה זו בדרום אמריקה מצוי המגוון הגנטי העשיר ביותר של מינֵי הקקאו. הטעם המיוחד של כל שוקולד תלוי בגנטיקה ובתהליך של הפיכת זרעי הקקאו לקוביות שוקולד. לתרבות של קקאו יש סיפור מרתק שעבורו אנו צריכים “לטייל” אחורה בזמן. הסיפור מתחיל בעבר הרחוק עם תרבויות ילידוֹת שצרכו קקאו כמשקה, ושעבורן פולי הקקאו היו סמל לכוח. אחרי ההתיישבות הספרדית באמריקה, תרמילי קקאו נלקחו לאירופה. במאמר הזה נלמד על ההיסטוריה והחשיבות של קקאו עבור חלק מהתרבויות; על המגוון הגנטי של מינֵי קקאו ועל הפיכתם של פולי קקאו לשוקולד.

מאיפה שוקולד מגיע?

שוקולד מתקבל מתהליך ההַתְמָרָה של פולים שנקצרים מפירותיו של עץ שנקרא קקאו (Theobroma cacao). פולי קקאו מוּסָרִים מתרמילי הפרי הצהובים או האדומים שנלקחים מעצי קקאו, והם מותמרים לשוקולד דרך כמה צעדים כמו למשל התססה, ייבוש וקלייה.

טעם השוקולד מושפע מגורמים שונים: הגֶּנוֹטִיפּ של הקקאו; תנאי הגידול של עצי הקקאו והאופן שבו מטפלים בפולים אחרי הקצירה. קקאו הגיע במקור מאזור האמזונס בדרום אמריקה, שבו מצוי המגוון הגדול ביותר של מינֵי קקאו. קקאו מילא תפקיד חשוב בהיסטוריה של חלק מהתרבויות הילידוֹת הקדם-היספּניות, והוא נלקח לאירופה על ידי הספרדים שהגיעו ליבשת אמריקה.

האם הקקאו היה חשוב לתרבויות קדומות?

עץ הקקאו מילא תפקיד חשוב בארגון החברתי והפוליטי של כמה תרבויות קדם-ספרדיות ממרכז מקסיקו, דרך בליז, גווטמלה, אל סלבדור, הונדורס, ניקרגואה וצפון קוסטה ריקה, שנהגו לחיות באזור המֶּזוֹ-אמריקאי לפני הגעת החוקרים הספרדים. במזו-אמריקה הקדם-היספנית, קקאו היה סימן של אושר וכוח. מחקרים ארכיאולוגיים מצאו דברים מעניינים על צריכת שוקולד בחברות קדומות. לדוגמה, עבור הילידים של תקופת המאיה הקלאסית המאוחרת, שתיית שוקולד הייתה מקושרת עם אירועים חשובים כמו למשל בריתות פוליטיות; הכנות לנישואים והסכמים חברתיים בין אנשים [1]. פולי קקאו גם נעשו מטבּע יקר-ערך עבור עסקאות מסחריות. הָרְאָיוֹת מציעות שעץ הקקאו שימש גם בטקסי הלוויות, כדי להזין את האנשים שהתחילו את מסעם לעבר העולם הבא. ההשׁערה הזו נתמכה על ידי זרעי קקאו שנמצאו במערות קבורה. במקרה של האימפריה האצטקית, שתיית שוקולד הייתה סמל לכוח פוליטי ויוקרה חברתית, ותרמה להולדתן של אֶלִיטוֹת, קבוצה קטנה של אנשים שהחזיקו בכוח פוליטי וכלכלי [2].

כיצד קקאו הגיע לאירופה?

הספרדים שהגיעו ליבשת אמריקה העבידו אנשים שחיו שם, ודרשו פולי קקאו כתשלום. מאחר שקקאו היה סמל לעושר ולסטטוס חברתי בקרב תרבויות ילידות מזו-אמריקאיות, הספרדים נמשכו למרבית האזורים שבהם יוצר קקאו. אחרי הגעת הספרדים, הייצור של קקאו נמשך זמן רב בידיהם של האנשים המקומיים, שהיו צריכים להגדיל את הייצור כדי לשלם את המס שלהם לספרדים, ושעדיין יישאר להם מספיק קקאו למכירה [3].

עצי הקקאו הראשונים שגודלו מחוץ לאמריקה יוסדו באפריקה בשנת 1590 על ידי הספרדים, במה שידוע כגינאה המשוונית, מושבה ספרדית לשעבר [3]. צריכת שוקולד התרחבה מספרד לאיטליה, ולאחר מכן לצרפת ולאנגליה. בתחילה, קקאו שימש כדי להכין משקה שנצרך על ידי החברות האריסטוקרטיות הגבוהות [3].

קמרון וגאנה היו מגדלות הקקאו הראשונות ביבשת אפריקה הראשית, משנות ה-1870 המאוחרות [3]. כיום, ייצור הקקאו הגדול ביותר מתרחש בחוף השנהב, גאנה ובאינדונזיה. מעניין מאוד שלמרות שהקקאו הגיע מהאזור הטרופי של אמריקה, ולמרות המגוון הגדול של עצי קקאו שמצוי שם, היצרנים העיקריים של קקאו כיום הן מדינות אפריקה!

האם כל הקקאו הוא אותו הדבר?

קקאו הגיע מאזור האמזונס בדרום אמריקה. מאז הופעתו, קקאו התפתח לסוגים שונים מאחר שהוא מגודל באוכלוסיות גיאוגרפיות שונות. בהתחלה חשבו שישנן שתי אוכלוסיות של קקאו, עם מקורות שונים: אחת ממרכז אמריקה, והשנייה מדרום אמריקה. שתי הקבוצות האלה זוהו בהתחלה כשני תת-מינים שנקראו קקאו ו- sphaerocarpum [4], שגם זוהו כשני סוגי הקקאו הידועים בשמותיהם קרילו ופורסטרו, בהתאמה. תת-המינים האלה היו שונים לא רק במקום שבו הם גדלו, אלא גם בחלק מהמאפיינים המבניים שלהם. ההכלאה בין עצי קרילו ופורסטרו הולידה סוג שלישי, שידוע בשם טריניטריו. כיום אנו יודעים שקרילו, כמו גם סוגי קקאו אחרים, הגיעו מאוכלוסיה קדמונית בדרום אמריקה, והתפשטו למרכז אמריקה רק כשבני אדם היגרו לשם. אנו גם יודעים כיום שאפשר לחלק קקאו לא רק לשתיים או שלוש קבוצות, אלא ליותר מ-10 קבוצות גנטיות שונות [4] (איור 1).

איור 1 - התפלגות גיאוגרפית של קבוצות קקאו שנבדלות בגֶנים ובמאפיינים המבניים שלהן.
  • איור 1 - התפלגות גיאוגרפית של קבוצות קקאו שנבדלות בגֶנים ובמאפיינים המבניים שלהן.
  • קקאו הגיע מאזור האמזונס של דרום אמריקה, ולכן ישנו מגוון גדול של צמחי קקאו באזור הזה, מה שמכונה “נקודה חמה” של מגוון (diversity hotspot).

האם הטעם תלוי בגנוטיפ של הקקאו?

טעם של שוקולד מושפע מגורמים שונים: מגוון הקקאו (שנקרא גֶּנוֹטִיפּ;) תנאי הגידול של עצי הקקאו; כיצד הפולים מטופלים אחרי הקצירה; תהליך ההתססה (שיתואר בהמשך) ותהליך הייבוש, כמו גם עיבוד הפולים לשוקולד, שבו לקלייה יש השפעה מיוחדת על הטעם.

גנוטיפ הקקאו קובע את הסוג והריכוז של תרכובות כימיות שמאוחסנות בתוך הזרע, הידועות בשם קודמני טעם, כמו למשל הפחמימות והחלבונים שמיוצרים במהלך ההתססה. קודמני הטעם ממלאים תפקיד חשוב בטעם ובארומה הסופיים של השוקולד. טעם השוקולד הטיפוסי מיוצר ברגע שקודמני הטעם מוּתמרים, במהלך הקלייה של פולי הקקאו, לתרכובות מפתח, אשר כתלות בגנוטיפ יכולות להיות בעלות נגיעות של טעם פרחים, שוקולד, קרמל, אגוזים, או פירות [5].

מהחווה לטבלת שוקולד: התמרת פולי קקאו לשוקולד

ההתמרה של פולי קקאו לשוקולד כוללת כמה תהליכים כמו למשל התססה וייבוש, אשר מבוצעים על ידי היצרן בחוות השוקולדים, אחרי שהפירות הבשלים נקצרו. תהליך נוסף הוא קלייה, שמבוצעת במהלך העיבוד כדי להתמיר את פולי הקקאו לשוקולד.

התססה של קקאו

התססה של פולי קקאו היא אחד התהליכים הבסיסיים של ייצור הטעם הנפלא ומאפייני הארומה של השוקולד [6]. התססה של פולי קקאו מבוצעת באמצעות מכשירים שנקראים תַּסָּסִים. התססים השכיחים ביותר הם קופסאות עץ שמכילות בין 100 ל-400 קילוגרמים של פולים. התססה אורכת בין 4 ל-7 ימים, והתהליך מבוצע דרך פעילותם של מיקרובים, כולל שמרים וחיידקים.

התהליך מתחיל כאשר פירות הקקאו נקצרים ונפתחים, והזרעים ממוקמים בתַּסָּס (איור 2). בדרך כלל, חקלאים נותנים לזרעים “לשבת” בלי להתערבב במשך 48-24 שעות. בנקודה הזו, החיידקים והשמרים (כמו אלה שמשמשים להכנת בצק פיצה ולחם) יתחילו לגדול על הפולים, לאכול את הציפה הלבנה שמכסה אותם, להתמיר אותם לתרכובות כימיות כמו למשל אתנול ולפרק תרכובות אחרות שגורמות לטעמים בלתי רצויים, כמו מרירוּת.

איור 2 - מעצים לשוקולד: כיצד פולי קקאו מותמרים.
  • איור 2 - מעצים לשוקולד: כיצד פולי קקאו מותמרים.
  • . קציר קקאו; 2. פתיחת פירות והסרת הפולים; 3. התססה; 4. ייבוש; 5. קלייה ו-6. טחינה. איור על ידי רפאל יוקטנג.

כ-48 שעות אחרי שההתססה החלה, החקלאי יתחיל לערבב את הזרעים, מה שיכניס חמצן לתוך התסס. ההכנסה של חמצן מתעדפת גדילה של קבוצות חיידקים אחרות שמשתמשות באֶתָנוֹל ומייצרות חומצה אצטית. החומצה האצטית שמיוצרת על ידי החיידקים האלה גורמת לתגובה כימית שמייצרת חום, עד ל-51 מעלות צלזיוס. החום הזה יוביל למותם של הזרעים ולהיווצרות של קודמני טעם שמאוחר יותר ייצרו את מאפייני טעם השוקולד. לכן, מיקרובים הכרחיים לתסיסה של קקאו, ועל ידי שליטה באורגניזמים שמעורבים בהתססה ייתכן שבעתיד אפשר יהיה להפיק טעמי שוקולד מובחנים וטעימים יותר!

ייבוש קקאו

ברגע שתהליך ההתססה הושלם, פולי קקאו מיובשים במטרה להפחית את תכולת הלחות לכ-7.5%. חלק מהחקלאים פורסים פולי קקאו על פני מזרונים, רצפות עץ עם גגות מחליקים, מגשים, או ישירות על פני הרצפה תחת השמש (איור 2).

מפולי קקאו לשוקולד!

ברגע שפולי הקקאו הותססו ויובשו, הם מוכנים להיות מותמרים לשוקולד! התהליך הזה כולל קלייה; קילוף; טחינה; עידון ותהליך שנקרא conching (איור 2). מכל הצעדים האלה, קלייה היא הצעד החשוב ביותר מאחר שזהו התהליך שמשפיע הכי הרבה על איכות השוקולד, ויוצר את טעם השוקולד. במהלך הקלייה, פולי קקאו נחשפים לטמפרטורות שבין 110 ל-160 מעלות, לזמנים של 5 עד 120 דקות. כתוצאה מהטמפרטורות הגבוהות, קודמני הטעם שנוצרו במהלך ההתססה מגיבים זה עם זה, מה שגורם לתרכובות חדשות להפוך את טעם השוקולד טעים יותר, ולרכוש את מאפיין הצבע החום שלו [5]!

אחרי קליית פולי הקקאו, הקליפה שמכסה אותם מוּסרת, והם נטחנים. על ידי תהליך שנקרא עידוּן, גודלם של החלקיקים המוצקים בנוזל השוקולד מופחת כדי לשפר את המרקם, כך שכאשר נאכל את השוקולד הוא ירגיש רך יותר. צעד חשוב נוסף בהתמרה נקרא conching, תהליך שבו נוזל השוקולד עובר חימום וערבוב אינטנסיביים, מה שמסייע לשפר את הטעם הסופי ולבטל טעמים בלתי רצויים כמו למשל טעמים חמוצים, מרים, או עפיצים [5].

מסקנות

שוקולד מופק מפולים של פרי עץ הקקאו (Theobroma cacao), שמקורם באזור האמזונס, מה שמסביר את העובדה שבדרום אמריקה מצוי המגוון הגנטי הגדול ביותר של מיני קקאו. עץ הקקאו מילא תפקיד חשוב במבנים החברתיים והפוליטיים של כמה תרבויות ילידים. מתיישבים ספרדים באמריקה לקחו תרמילי קקאו לאירופה, שם קקאו נעשה מוערך על ידי קבוצות עם כוח פוליטי וכלכלי. התמרתם של פולי קקאו לשוקולד כוללת שלושה צעדים חשובים: התססה, ייבוש וקלייה. טעמי השוקולד מושפעים מכמה גורמים: הגנוטיפ של הקקאו; תנאי הגידול של עצי הקקאו והשלבים שלאחר הקציר, כולל התססה; ייבוש ועיבוד הפולים לשוקולד, שבו לקלייה יש השפעה משמעותית מאוד על הטעם. קקאו הוא מקור הכנסה חשוב עבור מספר משפחות בחלק ממדינות אפריקה ודרום אמריקה. כיום, ההתמרה של פולי קקאו לשוקולד מייצגת תעשייה חשובה מאוד ברחבי העולם.

מילון מונחים

התססה (Fermentation): תהליך שמוביל לשינויים כימיים בפולי הקקאו דרך פעולם של מיקרובים, כולל שמרים וחיידקים.

גנוטיפ (Genotype): המכלול הגנטי של כל אורגניזם, שמקנה לו את מאפייניו הייחודיים.

קודמני טעם (Flavor Precursors): תרכובות כימיות מסוימות שמאוחסנות בתוך הזרע, כמו למשל קרבוהידרטים וחלבונים אשר מותמרים במהלך ההתססה, וממלאים תפקיד חשוב בעיצוב הטעם הסופי של השוקולד.

Conching: תהליך שבו נוזל השוקולד עובר חימום וערבוב אינטנסיביים, אשר מסייעים לשפר את הטעם הסופי ולבטל טעמים בלתי רצויים כמו למשל חמיצות, מרירות, או עפיצות.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.


מקורות

[1] LeCount, L. J. 2001. Like water for chocolate: feasting and political ritual among the Late Classic Maya at Xunantunich, Belize. Am. Anthropol. 103:935–53. doi: 10.1525/aa.2001.103.4.935

[2] Henderson, J. S., Joyce, R. A., Hall, G. R., Hurst, W. J., and McGovern, P. E. 2007. Chemical and archaeological evidence for the earliest cacao beverages. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104:18937–40. doi: 10.1073/pnas.0708815104

[3] Nunn, N., and Qian, N. 2010. The Columbian exchange: a history of disease, food, and ideas. J. Econ. Perspect. 24:163–88. doi: 10.1257/jep.24.2.163

[4] Motamayor, J. C., Lachenaud, P., Wallace, J., Loor, R., Kuhn, D. N., Brown, S., et al. 2008. Geographic and genetic population differentiation of the Amazonian chocolate tree (Theobroma cacao L). PLoS ONE 3:e3311. doi: 10.1371/journal.pone.0003311

[5] Santander, M., Rodriguez, J., Vaillant, F., and Escobar, S. 2019. An overview of the physical and biochemical transformation of cocoa seeds to beans and to chocolate: flavor formation. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 1–21. doi: 10.1080/10408398.2019.1581726

[6] Papalexandratou, Z., Lefeber, T., Bahrim, B., Lee, O. S., Daniel, H. M., and De Vuyst, L. 2013. Hanseniaspora opuntiae, Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus fermentum, and Acetobacter pasteurianus predominate during well-performed Malaysian cocoa bean box fermentations, underlining the importance of these microbial species for a successful cocoa. Food Microbiol. 35:73–85. doi: 10.1016/j.fm.2013.02.015