Generalmente, cuando hablamos de alimentos fermentados, lo primero que nos viene a la cabeza son los quesos o los yogures. Si lo pensamos un poco más, es posible que nombremos el pan, el vino, la cerveza o los encurtidos. Pero probablemente, a muy pocos se les ocurrirá nombrar el chocolate.

En realidad, el chocolate es un producto fermentado muy elaborado. Todo comienza con unos frutos del árbol del cacao que tienen un tamaño y una forma parecida a un balón de rugby. Cuando se abren, encontramos unas semillas blanquecinas recubiertas de una pulpa pegajosa de sabor dulzón. Ni las semillas ni la pulpa tienen un aspecto muy apetitoso, y de hecho, si mordemos las semillas, la experiencia no será muy agradable, ya que tienen un sabor muy amargo. Hace unos 3000 años, alguien con mucha hambre que habitaba en las junglas mesoamericanas hizo un descubrimiento casual que cambiaría el mundo de la alimentación. Se llevó a la boca un fruto del cacao algo podrido y seco que encontraría en el suelo y descubrió que el sabor era bastante más sabroso que el del fruto fresco. El caso es que intentó reproducir dicho descubrimiento y tuvo que tener éxito, porque así nació la fermentación del cacao. Por lo que sabemos, dicho proceso no ha cambiado desde entonces.

La elaboración del chocolate comienza con la recolección de las vainas o frutos. Cada una contiene entre 30 a 40 semillas o judías, que están recubiertas por pulpa pegajosa. Las vainas son troceadas con un machete y los trozos se amontonan. Tradicionalmente se cubrían los montones con hojas de banano, pero cada vez más frecuentemente se almacenan en unas cámaras para dejarlas fermentar. La fermentación se lleva a cabo durante unos 3 a 7 días.

A la izquierda puede verse el aspecto del fruto del cacao. En el centro, una vaina abierta mostrando las judías y la pulpa antes de ser fermentadas y secadas. Debajo de ella puede verse el aspecto oscuro de las judías ya fermentadas y tostadas. A la derecha se muestra el alimento completamente procesado: el chocolate.
Fuente:  http://sobrefotos.com/2008/06/28/chocolate-placer-con-historia/

Y aquí hay una diferencia fundamental con respecto a otros alimentos obtenidos por fermentación. En la mayor parte de los casos, como los yogures o los quesos, los microorganismos que se utilizan para la fermentación han sido “domesticados” por el hombre. Si han hecho yogur alguna vez, sabrán que lo único que necesitan es coger leche y añadir un poco de yogur, ya que esa porción contiene los suficientes microorganismos para volver a fermentar la leche. Lo mismo podemos decir del moho del queso cabrales o de la levadura panadera. Pero en el caso del cacao no se usa ningún microorganismo “domesticado”, sino que se deja fermentar de manera espontánea. Es decir, se deja fermentar con los microorganismos que estaban presentes en las vainas del cacao, las manos de los recolectores y los machetes que cortaron los frutos. Como ya hemos dicho antes, el proceso de fermentación del cacao no ha cambiado desde entonces.

Las fermentaciones espontáneas son una pesadilla para cualquier persona que se dedica a la elaboración de un alimento fermentado. Utilizar un microorganismo “domesticado” tiene muchas ventajas, entre ellas el saber que va a funcionar como debe funcionar. Vamos a explicarlo con un ejemplo. Si yo inoculo en la leche bacterias del yogur, sé que si dejo la leche unas cuantas horas a 40ºC voy a obtener yogur. Pero si hago una fermentación “espontánea” con bacterias que se encuentren en la leche debido a la manipulación de ese alimento, lo más seguro es que acabe con un brebaje asqueroso. El cacao no es una excepción. Si no se tiene cuidado, los montones fermentados pueden acabar dando lugar a un producto muy amargo o incluso echarlo a perder por completo. He aquí un pequeño resumen de lo que se sabe que sucede durante la fermentación espontánea del cacao.
Los primeros microorganismos que comienzan a crecer en las cámaras de fermentación son levaduras, en concreto Candida rugosa, Kluyveromyces marxianus y una amiga muy conocida: Saccharomyces cereviseae, la levadura cervecera. Estas levaduras comienzan a degradar la pectina que rodea a las judías, además de comenzar a fermentar los azúcares de la pulpa produciendo etanol y CO₂. Debido a la fermentación se produce un calentamiento de la mezcla que provoca la germinación de las semillas. Cuando esto sucede, la planta activa unos genes que sintetizarán enzimas proteolíticas y amilolíticas que comenzarán a degradar los polipéptidos y polisacáridos de reserva de la semilla. En cierto sentido, el proceso se parece mucho a la germinación de la cebada para producir malta que se utilizará para obtener cerveza.

La mezcla de semillas en fermentación se remueve para asegurar la homogenización y la aireación. Según avanza el proceso fermentativo, la temperatura va aumentando y llega a alcanzar los 50ºC. Esta temperatura provoca que las levaduras dejen de crecer poco a poco y sean sustituidas por bacterias lácticas de los géneros Lactobacillus y Streptococcus (bacterias que son de la misma familia que las del yogur). En Microbiología, el proceso en el cual el crecimiento de un microorganismo (las levaduras) cambia las condiciones ambientales permitiendo que otro microorganismo distinto (las bacterias) pueda crecer es lo que se conoce como una sucesión microbiana.

Evolución de las poblaciones microbianas durante la fermentación de las judías de cacao. El eje Y está en escala logarítmica. Eso quiere decir que un 6 representa un valor de 106, o lo que es lo mismo, 1.000.000 (un millón). Inicialmente crecen las levaduras (línea roja) seguidas de las bacterias lácticas (línea azul). Posteriormente, las bacterias acéticas (línea gris). El crecimiento de estos microorganismos asegurará que se produzcan los principales componentes aromáticos del chocolate. En este caso, a partir del tercer día comienzan a crecer otros microorganismos (bacilos endosporulados y mohos) que pueden echar a perder el producto. Para detener la fermentación, las judías se ponen a secar al sol. Fuente: http://www.smccd.edu/accounts/case/chocolate.html

El crecimiento de las bacterias lácticas sigue cambiando las condiciones ambientales y eso hace que la sucesión microbiana evolucione. Las bacterias lácticas provocan una bajada del pH, que junto con la aireación permite el crecimiento de bacterias acéticas de los géneros Acetobacter y Gluconobacter, que se alimentan del etanol que habían producido las levaduras anteriormente para generar ácido acético.

Éste es un punto clave del proceso. El acético provoca una bajada mayor del pH, que junto con el calor de la fermentación acaba matando a los brotes del interior de las semillas pero no inactiva las enzimas líticas que han sido producidas por dichos brotes. Estas enzimas siguen funcionando y degradando los polímeros presentes en las judías y en la pulpa, originando péptidos y carbohidratos que contribuirán al sabor final del chocolate. Además, los microorganismos presentes en la fermentación originan ésteres del acetato a partir del acético, que darán al chocolate su peculiar sabor.

Y aquí aparece el problema de pasarse o no llegar. Si la fermentación se para muy pronto, el chocolate será demasiado amargo. Si nos pasamos, el pH comienza a aumentar y esto permite que crezcan microorganismos como bacterias del género Bacillus o mohos del género Aspergillus, con grandes capacidades degradativas que echan a perder el cacao. La forma de parar la fermentación es muy simple. Los montones se esparcen al sol y se dejan secar o se llevan a un horno de secado. Durante el secado, las judías adquieren un color marrón. Es en esta forma como son exportadas desde los países productores a los países fabricantes de chocolate.

Para entendernos, son esas judías secas las que llegan a la fábrica de chocolates Valor en Villajoyosa. Lo que viene a continuación, y de manera muy breve, es lo siguiente. En la fábrica las judías se tuestan a 121ºC. Posteriormente se separa la cáscara del grano, que es triturado y luego licuado. Después pasa a la mezcla con leche y azúcar, se refina, se conchea y finalmente se vierte en los moldes. El lector habrá notado que en esta etapa final los microorganismos no han intervenido en ningún momento, pero han sido esenciales para producir un cacao de calidad.     

La levadura Saccharomyces cerevisiae al microscopio. Este microorganismo es el principal responsable de las fermentaciones industriales más importantes, como la cerveza, el pan o el vino. Ahora también sabemos que es importante en la fermentación del cacao.
 Fuente: Wikipedia (fotografía de S cerevisiae under DIC microscopy, by Masur)

Sin embargo, un grupo de microbiólogos belgas parece haber encontrado la solución y, como suele pasar en muchas historias, podríamos decir que estaba justo delante de nosotros, pero no la veíamos. Si hay dos cosas características de Bélgica, éstas son la cerveza y el chocolate. Lo que pensaron fue más o menos lo siguiente: si hay cepas de la levadura Saccharomyces cereviseae involucradas en la fermentación del cacao, quizás se puedan utilizar cepas domesticadas de la misma levadura que se usan en la fermentación de la cerveza, el vino o incluso el sake. Y se pusieron a ello.

Lo que han encontrado ha superado sus mejores expectativas. Inicialmente compararon las levaduras aisladas de las granjas de cacao con las levaduras industriales. Encontraron que estas últimas producían un mejor perfil de fermentación del cacao salvo en un determinado aspecto. No aguantaban muy bien el incremento de temperatura hasta los 50ºC que se produce según avanza el proceso fermentativo. Así que el siguiente paso fue cruzar sexualmente las distintas cepas de levaduras para conseguir híbridos que tuvieran una buena capacidad de fermentación y pudieran aguantar las altas temperaturas. Luego las utilizaron para la fermentación del cacao comprobando que dichas levaduras podían competir y desplazar eficientemente a otros microorganismos que podrían echar a perder la fermentación. Después, con las judías ya fermentadas, produjeron chocolate. En el laboratorio se realizaron diversas pruebas analíticas y cromatográficas que indicaban que el producto era de una calidad superior en base a los diferentes componentes presentes. Pero faltaba una prueba final: el consumidor. Se realizó una serie de catas a ciegas comparando chocolate proveniente de fermentación espontánea de alta calidad y el chocolate proveniente de la fermentación controlada. Una gran mayoría encontró que este último era el mejor con diferencia.

Así que es posible que, en unos pocos años, el chocolate que nos tomemos sea bastante mejor que el de nuestros abuelos, y todo gracias a la Microbiología. ¡Salud!


Bibliografía

Schwan, RF. and Wheals, AE. (2004): The microbiology of cocoa fermentation and its role in chocolate quality. Critical reviews in food science and nutrition, vol. 44 (4), 205-21 PMID: 15462126.

Esther Meersman, Jan Steensels, Tinneke Paulus, Nore Struyf, Veerle Saels, Melissa Mathawan, Jean Koffi, Gino Vrancken and Kevin J. Verstrepen (2015): Breeding Strategy To Generate Robust Yeast Starter Cultures for Cocoa Pulp Fermentations. Appl. Environ. Microbiol. vol. 81 (18). 6166-6176. Doi: 10.1128/AEM.00133-15