Les «empreintes» du cacao, pour un meilleur chocolat

De par sa propre expérience, Julie Lestang sait ce qui se passe lorsque des micro-organismes indésirables pénètrent dans le processus de fermentation du cacao. Avant de venir à Zurich en novembre 2021, elle a travaillé pendant deux ans en Côte d'Ivoire pour la division cacao d'une entreprise alimentaire internationale. «La moisissure est un problème majeur», explique la chercheuse. «Parfois, toute la cargaison de cacao d'un navire doit être mise au rebut parce qu'elle arrive moisie.»

La moisissure n'affecte pas seulement le goût du cacao, elle peut aussi être dangereuse pour la santé, car les champignons produisent des mycotoxines dangereuses. «C'est pourquoi, dans notre projet de recherche, nous recherchons des micro-organismes qui inhibent les attaques fongiques et permettent une fermentation contrôlée et optimale des fèves de cacao», explique Julie Lestang. L'agronome française prépare actuellement un doctorat au laboratoire de biotechnologie alimentaire du département des sciences de la santé et de la technologie de l'ETH Zurich. Plus jeune, elle a d'abord voulu devenir chocolatière après avoir visité une chocolaterie avec son école. Elle a finalement choisi une autre voie, mais pendant ses études d'agronomie à Montpellier, en France, où elle s'est spécialisée dans la production alimentaire dans les pays méditerranéens et tropicaux, l'intérêt de Julie Lestang pour le cacao s'est encore accru.

Meilleur contrôle de la fermentation

Lorsqu'une tablette de chocolat arrive sur l'étagère de l'épicerie, le cacao qu'elle contient a non seulement parcouru un long chemin, mais il a également subi un certain nombre de transformations. La fermentation est un processus naturel qui commence dès que le fruit du cacao, de couleur verte à jaune rougeâtre, est récolté, ouvert et que les fèves sont placées dans des caisses en bois pour sécher. Des micro-organismes naturels présents sur les outils, sur les feuilles de bananier utilisées pour couvrir les fèves ou sur les mains des cultivateurs et cultivatrices décomposent les sucres contenus dans la pulpe qui entoure les fèves. Ce processus réchauffe les haricots et les rend plus acides, détruisant ainsi leurs cellules. «Cela empêche les graines de germer ; sinon, il y aurait bientôt plein de petits cacaoyers», explique Julie Lestang en riant. C'est également au cours de la fermentation que les fèves acquièrent leur couleur brun cacao et le goût amer et terreux si typique du chocolat non sucré.

La qualité et le goût du cacao dépendent en grande partie des micro-organismes impliqués dans ce processus de fermentation. «Si nous traitons les fèves de cacao avec le bon mélange de micro-organismes au début de la fermentation, nous réduisons les risques sanitaires, la perte de qualité et le gaspillage alimentaire», explique Julie Lestang. Les technologues alimentaires utilisent des levures et des bactéries d'acide lactique comme starters de fermentation inhibant les champignons. Cependant, toutes les fèves de cacao ne réagissent pas de la même manière aux micro-organismes, car les profils chimiques et les propriétés des fèves varient en fonction de la variété de cacao et de l'endroit où elle a été cultivée. C'est pourquoi, dans le cadre de son projet, Julie Lestang développe une méthode permettant de déterminer l'empreinte chimique des fèves de cacao. Son travail permet de savoir quels sont les starters qui protègent le mieux une fève contre les attaques fongiques.

Pour son analyse, Julie Lestang utilise la spectroscopie de masse à évaporation rapide (REIMS), une méthode principalement utilisée pour les tests microbiologiques en médecine ; elle est rarement utilisée dans le secteur alimentaire. «L'avantage de la REIMS est que la préparation et l'évaluation des échantillons sont beaucoup moins complexes et prennent moins de temps que les méthodes d'essai conventionnelles.»

Pour préparer les fèves de cacao à l'analyse, Lestang les broie et y ajoute de l'eau et du méthanol. Elle étale la suspension obtenue sur une plaque métallique qu'elle brûle ensuite avec une sorte de fer à souder. Les gaz qui en résultent sont décomposés par un spectromètre qui révèle leur composition chimique. Enfin, un diagramme représente l'«empreinte digitale» de la fève de cacao.

Validation dans les pays producteurs de cacao

Julie Lestang collabore étroitement au projet avec le groupe de recherche en biotechnologie alimentaire de la Haute école des sciences appliquées de Zurich (ZHAW). Ce dernier mène depuis plus de dix ans des recherches avec des partenaires de l'industrie pour améliorer la méthode de transformation du cacao. Outre une collection de plus de 13'000 micro-organismes, les chercheuses et chercheurs de la ZHAW ont établi un réseau de partenaires avec des producteurs et productrices de plusieurs pays d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud. Dès le début du projet, un ancien doctorant a isolé près de 800 micro-organismes issus de la fermentation de fèves de cacao au Honduras et les a testés en vue d'une utilisation ultérieure. Quatre candidats se sont révélés particulièrement prometteurs. Julie Lestang peut s'appuyer sur cette expérience et ce réseau pour tester sur le terrain les résultats obtenus en laboratoire.

Un premier lot de starters de fermentation est actuellement testé dans les pays partenaires sur des échantillons de 20 à 50 kilogrammes de fèves de cacao. À l'automne prochain, Julie Lestang se rendra en Équateur pour poursuivre les tests. S'il s'avère que l'analyse par spectroscopie de masse permet de développer rapidement et de manière fiable le bon type de ferments, Julie Lestang est convaincue que cette méthode pourrait devenir de plus en plus populaire dans le secteur alimentaire, y compris, par exemple, dans la transformation du café. Quant à Julie Lestang elle-même, elle souhaite continuer à travailler avec le cacao après avoir obtenu son doctorat. Récemment, elle a suivi une formation de dégustatrice de chocolat dans un institut au Royaume-Uni, «pendant mon temps libre», souligne-t-elle. «Cette expérience n'a fait qu'accroître ma fascination pour ce fruit et sa transformation.»