Enzymatyczne techniki NUS przekształcają mączkę chleba świętojańskiego w alternatywę dla kakao

Naukowcy z National University of Singapore (NUS) opracowali zaawansowane techniki enzymatyczne mające na celu uczynienie mączki z owoców chleba świętojańskiego (carob pulp) zrównoważoną i odporną na zmiany klimatu alternatywą dla kakao. Inicjatywa ta, prowadzona przez zespół pod kierownictwem profesora nadzwyczajnego Liu Shao Quana z Wydziału Nauki i Technologii Żywności (FST) na Wydziale Nauk Ścisłych NUS, jest odpowiedzią na globalne zagrożenia dla produkcji i podaży kakao, wynikające ze zmian klimatu i chorób upraw.

Drzewo chleba świętojańskiego, Ceratonia siliqua, jest rośliną odporną na suszę, która kwitnie w gorących, suchych klimatach, stanowiąc kontrast dla drzewa kakaowego (Theobroma cacao), które wymaga specyficznych warunków klimatycznych. Mączka chleba świętojańskiego jest produktem ubocznym powstającym przy produkcji gumy chleba świętojańskiego, powszechnego środka zagęszczającego w przemyśle spożywczym. Wykorzystanie jej jako substytutu czekolady może zwiększyć wartość istniejącego łańcucha dostaw i zredukować odpady rolnicze.

Kluczowym wyzwaniem dla szerszego zastosowania chleba świętojańskiego jest jego profil smakowy, który jest uboższy w gorycz i bogate nuty palone charakterystyczne dla produktów kakaowych. Aby zniwelować tę lukę sensoryczną, zespół NUS opracował dwie innowacyjne, skalowalne metody wykorzystujące łatwo dostępne enzymy do modyfikacji prekursorów smaku w prażonej mączce chleba świętojańskiego, eliminując potrzebę dodawania sztucznych dodatków. Jedna technika koncentruje się na zwiększeniu goryczy i aromatu podobnego do kakao, podczas gdy druga ma na celu wygenerowanie naturalnych cukrów prostych, które podczas prażenia tworzą nuty słodkie i karmelowe.

Pierwsza innowacja polega na zastosowaniu białka sojowego poddanego obróbce enzymatycznej w celu intensyfikacji związków aromatycznych, takich jak 2-metylobutanal i 3-metylobutanal, kluczowych dla aromatu czekolady. Ta metoda enzymatyczna zwiększa zawartość aminokwasów i peptydów, nadając produktowi bogaty, gorzki smak kojarzony z ciemną czekoladą. Badania nad hydrolizatami białka sojowego, w tym te prowadzone przez Manfreda Ku, pierwszego autora publikacji, wykazały, że hydrolizaty te zawierają najwyższą zawartość aminokwasów rozgałęzionych (BCAA), które są prekursorem dla tych aldehydów. Wyniki tych badań opublikowano w Journal of Food Science 18 lipca 2025 roku.

Druga innowacja koncentruje się na generowaniu naturalnych monosacharydów, które w procesie prażenia reagują, tworząc słodkie, palone i karmelowe związki aromatyczne, w tym grupę związków znanych jako tlenowe heterocykle. Kontrolowane wytwarzanie monosacharydów, takich jak glukoza i fruktoza, ma na celu naśladowanie słodyczy kakao. Proces ten, którego wyniki opublikowano w Food Chemistry 16 czerwca 2025 roku, jest postrzegany jako czysta i łatwa do wdrożenia metoda komercjalizacji, ponieważ stosowane enzymy są powszechnie wykorzystywane w konwencjonalnej obróbce żywności.

Te czyste i skalowalne metody mają potencjał, by znacząco zmniejszyć uzależnienie przemysłu czekoladowego od niestabilnych dostaw kakao, które w ostatnich miesiącach doświadczyły wzrostu cen z powodu czynników klimatycznych i zakłóceń w łańcuchu dostaw. Chleb świętojański, naturalnie słodki i bezkofeinowy, oferuje również korzyści zdrowotne, w tym zawartość d-pinitolu, związku o potencjalnym działaniu przeciwcukrzycowym. Wprowadzenie tych ulepszonych technologii ma na celu zwiększenie akceptacji konsumentów dla produktów na bazie chleba świętojańskiego, otwierając niszę rynkową alternatywnych źródeł czekolady. Inne podmioty, jak CSM Ingredients z linią Nuaré, również inwestują w technologie oparte na chlebie świętojańskim, podkreślając jego niski ślad węglowy i wszechstronność w zastosowaniach cukierniczych.