В 1847 году британская компания J.S. Fry & Sons представила новый продукт: твердый брусок из какао-порошка, сахара и какао-масла. До этого момента люди пили шоколадные напитки, но массового выпуска продукта в виде плиток никогда не было. После инновации компания стала совершенствовать ингредиенты и методы производства. В конце XIX века кондитеры начали добавлять сухое молоко в шоколад для придания более кремовой текстуры. Сегодня это крупный бизнес. Эксперты считают, что в 2026 году отрасль заработает около 147 млрд долларов. Будь то дешевый продукт или деликатес высокого качества, именно исследования позволяют создавать шоколад со стабильно хорошим вкусом. Чтобы лучше контролировать физические и химические изменения, которые придают лакомству его уникальность, ученые изучают кристаллизацию, роль микробов и загадку белого налета. По словам пищевого технолога из Университета штата Колорадо Кейтлин Кларк, шоколад невероятно сложен. И даже спустя полтора столетия его массового производства еще многое предстоит открыть. Ферментация вкуса Регионы выращивания какао-бобов обладают особыми терруарами, как и виноград: фруктовые, цветочные или ореховые ноты шоколада связаны с местом, где выращены бобы. Терруар объясняли в основном сочетанием генетики растения какао, местных типов почвы, климата и других условий окружающей среды. Но в 2017 году генетик растений Дэвид Гополчан, работая в Международном генном банке какао на Тринидаде, предположил, что ферментация бобов может влиять на различия во вкусе сильнее, чем до этого считалось. После сбора плодов какао их содержимое (от 30 до 50 бобов, покрытых белой мякотью) ферментируется около недели в деревянных ящиках. За это время дрожжи разжижают мякоть, потребляя ее сахара и вырабатывая этанол. Затем подключаются другие микробы, превращающие спирт в кислоты. Вся эта активность приводит к образованию химических побочных продуктов — метаболитов, которые распределяются по бобам и придают им уникальные вкусовые ноты. К концу процесса резкий уксусный запах, характерный для начальных стадий, ослабевает, и бобы, по словам Гополчана, начинают пахнуть почти как мокрые носки. Но запах исчезает сразу после сушки. В отличие от вина или пива, ферментацию какао фермеры не контролируют, иногда только перемешивают массу, поэтому всевозможные микроорганизмы бесконтрольно появляются и исчезают. Эксперт отметил, что результат очень непредсказуем. Процесс ферментации до сих пор был во многом «черным ящиком». Гополчан и его команда проанализировали геномы микробов, наиболее важных для каждого этапа ферментации, на трех колумбийских шоколадных фермах. Затем они обучили компьютерную модель определять различные группы микробов, которые влияют на те или иные вкусовые оттенки. Например, некоторые бактерии, производящие уксусную кислоту, оказались связаны с более фруктовыми нотами, а дрожжи Torulaspora и Saccharomyces — с классическим вкусом какао. Затем исследователи смогли повторить эти вкусовые ноты в лаборатории с помощью контролируемой ферментации. Эта работа может привести к созданию инструментария для ферментации, который будет давать более стабильные результаты. Более хрустящий, блестящий и шелковистый Текстура шоколада не менее важна. И здесь вступает в дело какао-масло. Пищевой технолог из Висконсинского университета Ричард Хартел, исследовавший вместе с коллегами микроструктуру шоколада, отметил, что он гуще большинства вещей, которые только можно себе представить. Какао-масло обычно добавляют в измельченную смесь какао, сахара и сухого молока непосредственно перед темперированием — тщательно выстроенной последовательностью этапов плавления и охлаждения. Это финальная (и часто капризная) стадия производства. Для разных шоколадных изделий требуется разное количество масла: оно помогает распределять частицы в смеси и снижать ее вязкость, благодаря чему масса становится текучей. Если нужна густая консистенция, в смеси может быть меньше какао-масла и больше частиц сахара и молока, которые взаимодействуют друг с другом и замедляют текучесть. Именно это позволяет шоколадным чипсам и конфетам в форме капли сохранять устойчивую форму, пока смесь переходит из жидкого состояния в твердое при заливке и охлаждении. А вот для производства изысканной квадратной плитки необходимо более высокое содержание какао-масла, так как оно помогает массе заполнять все трещинки и углубления. Какао-масло также отвечает за хруст, блеск и таяние шоколада во рту, но для этого его твердая кристаллическая структура должна сформироваться строго определенным образом. Во время темперирования жидкие жиры в масле выстраиваются в матрицу, образуя твердую кристаллическую сеть. «Когда жиры кристаллизуются вместе, они как будто берутся за руки, образуя цепочку», — пояснила Кларк. Это удерживает частицы вкуса внутри структуры. Темперирование помогает какао-маслу затвердеть в очень специфической кристаллической форме. Из шести возможных форм, которые могут принять молекулы жира, только одна, по словам Кларк, дает блестящий шоколад, который хрустит при разламывании и тает при попадании в рот. Если кристаллизация пойдет неправильно, будет другая температура плавления и вкус. Процесс очень сложный и долгий, поэтому ученые ищут способы его упростить. Например, воздействие ультразвуковыми волнами на какао-масло вызывает локальные колебания температуры и давления, которые могут перестраивать молекулы. Работа 2025 года исследователей из США и Турции показало, что это может переводить молекулы жидкого жира в кристаллическую структуру без многократных циклов нагревания и охлаждения, характерных для темперирования. Ученые из Канады в 2021 году пробовали добавлять в какао-масло различные липидные молекулы, например фосфолипиды, которые уже содержатся в нем в небольших количествах. Добавление этих жиров, судя по всему, ускоряет кристаллизацию, создавая дополнительные точки роста кристаллов. Когда исследователи подмешали небольшое количество таких молекул в какао-масло и в переплавленный промышленный шоколад, а затем быстро охладили обе смеси до 20 градусов Цельсия, получился продукт с нужным хрустом, блеском и текстурой и без многочисленных этапов темперирования. Борьба с налетом Хотя именно особая кристаллическая структура какао-масла имеет решающее значение для создания вкусного продукта, у нее есть недостаток — белый налет (поседение). Иногда такие пятна появляются на поверхности шоколада, но это не плесень, а какао-масло, закристаллизовавшееся в другой форме (заблуждение о плесени давно преследует шоколадную индустрию). Помимо непривлекательного вида, налет замедляет таяние во рту, из-за чего может появиться привкус мела. Белые пятна часто возникают во время хранения или перевозки, особенно в тепле или при перепадах температуры, и ученые до конца не понимают, почему это происходит. Хартел считает, что виновата молекулярная структура какао-масла. Внутри жировой матрицы, из которой состоит твердый шоколад, часть молекул масла остается жидкой. Существует давняя гипотеза: при колебаниях внешней температуры эти частицы жира перемещаются ближе к поверхности и кристаллизуются в более стабильную форму — менее блестящую и менее аппетитную. Чтобы изучить кристаллы подробнее, лаборатория Хартела проводит «ускоренный тест на срок хранения»: образцы шоколада помещают в чашки Петри в камере и циклически меняют температуру в диапазоне от 20 до 30 градусов Цельсия. Ученый отметил, что белый налет в естественных условиях появляется лишь спустя долгое время, но в лабораторных условиях его получают за месяц, что позволяет детальнее исследовать, почему и как он возникает. Бывшая студентка Хартела, Цзяян Цзинь, работающая в Восточно-Китайском университете науки и технологий, изучает, как состав влияет на поседение. В ходе своей недавней работы она добавила в смесь для белого шоколада немного воды (обычно на производстве этого стараются избегать), чтобы кристаллы сахара стали более гладкими и округлыми. Затем массу нагрели, чтобы влага испарилась. Оказалось, что такой шоколад покрывается белым налетом медленнее. Вероятно, круглые частицы сахара плотнее сжимаются и мешают молекулам жидкого жира свободно просачиваться к поверхности. «Потребители, как правило, не хотят видеть белые пятна на молочном и темном шоколаде», — пояснила директор по исследованиям и разработкам Guittard Chocolate Company Ребекка Кюэн. Замедление поседения продлило бы срок хранения, обеспечило бы более стабильные впечатления у покупателей и сократило бы потери по всей цепочке поставок. Образование белого жирового налета можно отсрочить правильной организацией процессов: поддержанием стабильной температуры на производстве и качественным темперированием. А вот сахарному поседению — гораздо менее изученному явлению, при котором частицы сахара выступают на поверхность из-за влажности, — можно противодействовать контролируемой рабочей средой и влагозащитной упаковкой. Но конкретные причины и механизмы образования такого налета до сих пор остаются загадкой. Что касается науки о том, как правильно наслаждаться шоколадом, — это скорее искусство. Пищевой технолог Кларк на дегустациях советует максималистский подход: часть продукта растопить, часть оставить твердой, дать ему растечься по языку и горлу. «Чем больше состояний и фаз шоколада вы сможете одновременно ощутить, тем лучше», — заключила эксперт. По материалам статьи «How scientists are perfecting chocolate» Knowable Magazine