Développement d'arômes fins et distinctifs de cacao à partir de fèves Trinitario et CCN-51, en suivant des techniques de fermentation et des conditions de traitement spécifiques

Development of Fine and Distinctive Cocoa Flavors from Trinitario and CCN-51 Beans, Following Specific Fermentation Techniques and Processing Conditions

• Auteur / Autrice : Santiago Guzman Penella
• Direction : Angélique Fontana Tachon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie et Microbiologie
• Date : Soutenance le 22/09/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Renaud Boulanger, Fabienne Remize
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mirna Leonor Suàrez-Quiroz, Tagro Simplice Guehi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Levains

Aliments -- Odeurs

Chocolat

Fermentation

Cacao

Mots clés libres

Fermentation du cacao

Torréfaction du cacao

Développement d'arôme

Transformation du cacao

Arôme du cacao

Arôme du chocolat

Cocoa fermentation

Cocoa roasting

Flavor development

Cocoa processing

Cocoa flavor

Chocolate flavor

Résumé

La demande croissante pour des chocolats de qualité supérieure a généré un besoin de diversification des arômes dans les gammes de chocolats proposées par les producteurs. La qualité du chocolat découle fortement du potentiel aromatique du cacao, qui est le résultat des réactions biochimiques qui ont lieu pendant la culture, la récolte, le traitement post-récolte et la transformation des fèves de cacao. Les composés volatils et non volatils du cacao contribuent à la perception sensorielle finale du chocolat. Au cours de la transformation, les arômes caractéristiques du chocolat se développent principalement pendant la fermentation, le séchage, la torréfaction et, dans une moindre mesure, le conchage. Bien que la fermentation du cacao ait un impact important sur sa qualité, et qu'elle soit étudiée depuis plusieurs décennies, il s'agit toujours d'un processus empirique et non maîtrisé. Les conditions de torréfaction et de conchage ont également un impact significatif sur la transformation des précurseurs d'arômes obtenus au cours de la fermentation, principalement en raison des réactions de Maillard qui ont lieu au cours de ces étapes. Dans un objectif de compréhension des mécanismes de formation de la qualité aromatique et sensorielle du chocolat, des essais de fermentation, de torréfaction et de conchage, tous dans des conditions spécifiques, ont été réalisés. Les caractéristiques, chimiques et sensorielles des fèves de cacao, tout au long de leur transformation en chocolat, ont ensuite été étudiées. Une attention particulière a été portée sur l'impact de la fermentation sur le développement des composés aromatiques et de leurs précurseurs. L'étude de l'utilisation de starters levuriens pour les fermentations s'est révélée particulièrement intéressante. Elle a permis de caractériser son impact et celui du temps de fermentation sur les différences observées dans la taxonomie microbienne, fongique et bactérienne, dans la masse en fermentation. En effet, la composition du microbiote peut influencer considérablement la composition volatile et non volatile des fèves, ce qui se traduit par des différences dans les profils aromatiques perçus au cours de l'analyse sensorielle des liqueurs et des chocolats obtenus. Enfin, des modèles prédictifs ont été développés afin de prédire les arômes des produits du cacao sur la base de leur composition chimique, en tenant compte des conditions de traitement auxquelles ont été soumises les fèves. Globalement, l'étude vise à mieux comprendre la formation des arômes dans le cacao et fournit des outils importants pour la production de chocolats capables de présenter des notes sensorielles fines, uniques et très recherchées, afin de mieux répondre à la demande croissante des consommateurs.

The increasing demand for high-quality chocolate creates the need to diversify the range of flavors offered by chocolate producers. Cocoa quality derives strongly from its flavor, which may in itself be seen as the result of the biochemical reactions that take place during the cultivation, harvest and post-harvest processing of the cocoa beans. Both, volatile and non-volatile compounds contribute to the final flavor perception of cocoa. During processing, the characteristic flavors of chocolate are developed mainly during fermentation, drying, roasting and, to a lower extent, conching. Although cocoa fermentation has an important impact on the homogeneity of cocoa quality and has been studied for several decades, it is still an empirical and not mastered process. Roasting and conching conditions also have a significant impact on the subsequent transformation of the flavor precursors obtained during fermentation, mainly driven by the non-enzymatic Maillard reactions that take place during these steps. By carrying out fermenting, roasting and conching trials, all under specific conditions, and by later proceeding to the analysis of the physical, chemical and sensory characteristics of cocoa beans throughout their transformation all the way into chocolate, it is hoped to better understand the mechanism of aroma formation and its link with flavor perception. In this study, an important focus has been placed on the impact of fermentation on the development of aroma compounds and their precursors. The use of yeast starter cultures during fermentation has been of special interest in this study, as well as their impact and that of fermentation time on the compositional differences in the taxonomy of fungal and bacterial microbiota present in the fermentation mass throughout the entire process. This, because the microbial composition has the potential of greatly influencing the resulting volatile and non-volatile composition of the beans, which translates into differences in the perceived flavor profiles of the liquors and chocolates obtained thereof. Lastly, predictive models have been developed in an attempt predict the flavor of the cocoa products based on their chemical composition, taking into account the processing conditions to which they had been submitted. Globally, the study aims to gain a deeper understanding of flavor formation in cocoa and provides important tools for the production of chocolates capable of displaying unique and highly sought-after flavors in an attempt to better meet the increasing demand for fine flavor cocoa and chocolate products.