Công nghệ Enzyme NUS Biến Carob Thành Chất Thay Thế Ca Cao Bền Vững

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Singapore (NUS) đã phát triển các kỹ thuật sử dụng enzyme để chế biến bột quả carob thành một giải pháp thay thế ca cao có khả năng chống chịu khí hậu và bền vững hơn cho ngành công nghiệp thực phẩm. Sự đổi mới này xuất phát từ mối đe dọa ngày càng tăng đối với nguồn cung ca cao toàn cầu, vốn đang bị ảnh hưởng bởi các đợt mất mùa nghiêm trọng và biến động giá cả, đặc biệt là ở Tây Phi, khu vực chiếm khoảng 70% sản lượng ca cao thế giới. Cây carob, hay Ceratonia siliqua, là một loại cây họ đậu phát triển mạnh trong điều kiện khí hậu nóng, khô hạn, đòi hỏi lượng nước tối thiểu, khác biệt so với cây Theobroma cacao chỉ phát triển trong các điều kiện khí hậu hẹp hơn.

Sáng kiến cốt lõi của nhóm nghiên cứu, do Phó Giáo sư Lưu Thiệu Toàn thuộc Khoa Công nghệ Thực phẩm (FST) tại NUS dẫn đầu, tập trung vào việc khắc phục những hạn chế về hương vị của bột carob, vốn thường thiếu đi vị đắng đậm đà và hương thơm phong phú đặc trưng của sô cô la truyền thống. Để thu hẹp khoảng cách hương vị này mà không cần sử dụng các chất phụ gia, nhóm đã áp dụng hai quy trình enzyme độc đáo. Một kỹ thuật sử dụng protein đậu nành đã qua xử lý enzyme để tăng cường các hợp chất tạo mùi thơm giống ca cao, cụ thể là 2-methylbutanal và 3-methylbutanal, vốn được tạo ra từ sự phân hủy Strecker của các axit amin chuỗi nhánh.

Kỹ thuật thứ hai tập trung vào việc tạo ra các monosaccharide tự nhiên trong quá trình rang, từ đó tạo ra các nốt hương ngọt ngào, rang và caramel trong sản phẩm cuối cùng, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về các sản phẩm có danh sách thành phần đơn giản hơn. Nghiên cứu về phương pháp tăng cường vị đắng bằng cách sử dụng protein đậu nành thủy phân (SPH) đã được công bố trên Journal of Food Science vào ngày 18 tháng 7 năm 2025. Những peptide được tạo ra từ quá trình thủy phân này có khả năng mang lại vị đắng, có thể bắt chước cấu trúc của các hợp chất vị chính trong ca cao.

Những phương pháp sạch và có khả năng mở rộng này không chỉ giải quyết vấn đề an ninh lương thực mà còn mang lại giá trị gia tăng cho sản phẩm phụ phẩm carob, vốn là bã thải từ quá trình sản xuất keo đậu carob, một chất làm đặc phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này có thể giúp giảm thiểu chất thải nông nghiệp và có khả năng giảm giá thành cho cả nhà sản xuất và người tiêu dùng. Ngoài ra, carob còn có lợi thế dinh dưỡng đáng kể, không chứa caffeine và giàu d-pinitol, một hợp chất có tác dụng chống tiểu đường.

Các nhà nghiên cứu NUS hiện đang tìm kiếm sự hợp tác với các đối tác trong ngành để thương mại hóa những sản phẩm này, với mục tiêu khuyến khích các nhà sản xuất bánh kẹo tích hợp carob vào nhiều sản phẩm hơn. Việc sử dụng carob như một chất thay thế ca cao đã được xem xét từ những năm 1970 trong phong trào thực phẩm tự nhiên, khi nó được mệnh danh là 'sô cô la của người nghèo' do có vị ngọt tự nhiên và hương caramel nhẹ. Tuy nhiên, các công nghệ thực phẩm hiện đại đang thúc đẩy sự đổi mới này, cho phép tạo ra các sản phẩm thay thế có hiệu suất cao và linh hoạt hơn trong các ứng dụng công nghiệp và thủ công.