Theobroma cacao ( дерево какао или какао-дерево ) — небольшое (6–12 м (20–39 футов) высотой) вечнозелёное дерево семейства мальвовых . [1] [3] Его семена, какао-бобы , используются для изготовления шоколадного тертого , какао-порошка , какао-масла и шоколада . [4] Хотя дерево произрастает в тропиках Америки, крупнейшим производителем какао-бобов в 2022 году был Кот-д'Ивуар . Листья растенияочередные, цельные, безлопастные, 10–50 см (4–20 дюймов) в длину и 5–10 см (2–4 дюйма) в ширину.
Цветы появляются гроздьями прямо на стволе и старых ветвях; это известно как каулифлория . Цветки мелкие, диаметром 1–2 см ( 3 ⁄ 8 – 13 ⁄ 16 дюйма), с розовой чашечкой . Цветочная формула , используемая для представления структуры цветка с помощью чисел, — ✶ K5 C5 A(5°+5 2 ) G (5). [5]
В то время как многие цветы в мире опыляются пчелами ( Hymenoptera ) или бабочками / молью ( Lepidoptera ), цветы какао опыляются крошечными мушками, мокрецами Forcipomyia . [6] [7] Используя естественного опылителя, мокрецы Forcipomyia дали больше плодов , чем при использовании искусственных опылителей. [7]
Плод , называемый какао-бобом, имеет яйцевидную форму, 15–30 см (6–12 дюймов) в длину и 8–10 см (3–4 дюйма) в ширину, созревает от желтого до оранжевого цвета и весит около 500 г (1 фунт) при созревании. В стручке содержится от 20 до 60 семян , обычно называемых «бобами», заключенных в белую мякоть.
Семена являются основным ингредиентом шоколада , в то время как мякоть используется в некоторых странах для приготовления освежающего сока , смузи , желе и крема . Обычно выбрасываемая до тех пор, пока практика не изменилась в 21 веке, ферментированная мякоть может быть перегнана в алкогольный напиток. [8] Каждое семя содержит значительное количество жира (40–50%) в виде какао-масла .
Активным компонентом плода является стимулятор теобромин , соединение, похожее на кофеин . [9]
.jpg/1280px-Chocolate_in_its_Rawest_Form_(27583224425).jpg)
Родовое название Theobroma происходит от греческого слова «пища богов»; от θεός ( theos ), что означает «бог» или «божественный», и βρῶμα ( broma ), что означает «пища». Видовое название cacao является испанизацией названия, данного растению в коренных мезоамериканских языках, таких как kakaw в цельтале , киче и классических майя ; kagaw в сайула-пополука ; и cacahuatl в науатле, что означает «боб какао-дерева». [10]
Какао ( Theobroma cacao ) — один из 26 видов рода Theobroma, входящего в подсемейство Byttnerioideae семейства мальвовых (Malvaceae) . [1]
В 2008 году исследователи предложили новую классификацию, основанную на морфологических , географических и геномных критериях: 10 групп были названы в соответствии с их географическим происхождением или традиционным названием сорта . Эти группы: Amelonado, Criollo, Nacional, Contamana, Curaray, Cacao guiana, Iquitos, Marañon, Nanay и Purús. [11]
T. cacao широко распространен от юго-востока Мексики до бассейна Амазонки . Первоначально существовало две гипотезы о его одомашнивании; одна из них гласила, что было два очага одомашнивания, один в районе джунглей Лакандон в Мексике, а другой в низменной части Южной Америки . [ требуется ссылка ] Однако более поздние исследования моделей разнообразия ДНК предполагают, что это не так. В одном исследовании были отобраны образцы 1241 дерева и классифицированы в 10 отдельных генетических кластеров. [11] Это исследование также выявило области, например, вокруг Икитоса в современных Перу и Эквадоре , где представители нескольких генетических кластеров возникли более 5000 лет назад, что привело к развитию сорта какао-бобов Nacional . [12] Этот результат предполагает, что именно здесь T. cacao был первоначально одомашнен, вероятно, из-за мякоти, окружающей бобы, которую едят в качестве закуски и ферментируют в слабоалкогольный напиток. [13] Используя последовательности ДНК и сравнивая их с данными, полученными из климатических моделей и известных условий, подходящих для какао, одно исследование уточнило представление о доместикации, связав область наибольшего генетического разнообразия какао с областью в форме боба, которая охватывает Эквадор , границу между Бразилией и Перу и южную часть колумбийско-бразильской границы. [14] Климатические модели показывают, что на пике последнего ледникового периода 21 000 лет назад, когда среда обитания, подходящая для какао, была максимально сокращена, эта область все еще была подходящей и, таким образом, обеспечивала убежище для видов.
Какао-деревья хорошо растут в качестве подлеска во влажных лесных экосистемах. Это в равной степени относится к заброшенным культивируемым деревьям, что затрудняет различение действительно диких деревьев от тех, чьи родители изначально могли быть культивируемыми. [ необходима цитата ]
В 2016 году какао-бобы выращивались примерно на 10 200 000 гектарах (25 000 000 акров) по всему миру. [15] Какао-бобы выращиваются на крупных агропромышленных плантациях и мелкими производителями, основная часть продукции поступает от миллионов фермеров с небольшими участками. [16] Дерево начинает плодоносить, когда ему четыре или пять лет. Зрелое дерево может иметь 6000 цветов в год, но при этом всего около 20 стручков. Для производства 1 кг (2,2 фунта) какао-пасты требуется около 1200 семян (40 стручков) .
Исторически производители шоколада выделяют три основные группы сортов какао-бобов, используемых для производства какао и шоколада: Forastero, Criollo и Trinitario. [17] Наиболее ценной, редкой и дорогой является группа Criollo, какао-бобы, используемые майя . [ 18] Только 10% шоколада производится из Criollo, который, как утверждают, менее горький и более ароматный, чем любые другие бобы. В ноябре 2000 года какао-бобы из Чуао получили наименование места происхождения под названием Cacao de Chuao (с испанского : «какао Чуао»). [19]
Какао-бобы в 80% шоколада изготавливаются из бобов группы Forastero, основным и наиболее распространенным сортом является сорт Amenolado, в то время как сорт Arriba (например, сорт Nacional) встречается в продуктах Forastero реже. Деревья Forastero значительно более выносливы и устойчивы к болезням, чем деревья Criollo, что приводит к более дешевым какао-бобам. [20]
Основными переработчиками какао-бобов являются Hershey's , Nestlé и Mars . Шоколад можно изготовить из T. cacao с помощью процесса, включающего сбор урожая, ферментацию мякоти T. cacao , сушку, сбор урожая и последующую экстракцию. [21] Было обнаружено, что обжарка T. cacao с использованием перегретого пара лучше, чем обычная обжарка в духовке, поскольку она обеспечивает такое же качество какао-бобов за более короткое время. [21]
В 2022 году мировое производство какао-бобов составило 5,9 млн тонн , лидером стал Кот-д'Ивуар с 38% от общего объема. Другими крупными производителями были Гана (19%) и Индонезия (11%).
Вредители и болезни, которым подвержено какао, а также изменение климата, означают, что для ответа на эти вызовы понадобятся новые сорта. Селекционеры полагаются на генетическое разнообразие, сохраняемое в полевых генных банках , чтобы создавать новые сорта, поскольку какао имеет неподатливые семена , которые нельзя хранить в обычном генном банке. [23] В попытке улучшить разнообразие, доступное селекционерам, и обеспечить будущее полевых генных банков эксперты разработали Глобальную стратегию сохранения и использования генетических ресурсов какао в качестве основы для устойчивой экономики какао. [24] Стратегия была принята производителями какао и их клиентами и направлена на улучшение характеристики разнообразия какао, устойчивости и разнообразия коллекций какао, полезности коллекций и на облегчение доступа к более качественной информации о сохраняемом материале. Некоторые естественные области разнообразия какао защищены различными формами сохранения, например национальными парками. Однако недавнее исследование генетического разнообразия и прогнозируемого климата [14] предполагает, что многие из этих охраняемых территорий больше не будут пригодны для какао к 2050 году. Оно также определяет область вокруг Икитоса в Перу , которая останется пригодной для какао и которая является домом для значительного генетического разнообразия, и рекомендует рассмотреть эту область для защиты. Другие проекты, такие как Международный центр карантина какао , направлены на борьбу с болезнями какао и сохранение генетического разнообразия.
Фитопатогены (паразитарные организмы) наносят большой ущерб плантациям Theobroma cacao по всему миру. Многие из этих фитопатогенов, в том числе многие из перечисленных ниже вредителей, были проанализированы с помощью масс-спектрометрии и позволяют определить правильные подходы к избавлению от конкретных фитопатогенов. Этот метод оказался быстрым, воспроизводимым и точным, показывая многообещающие результаты в будущем для предотвращения повреждения Theobroma cacao различными фитопатогенами. [25]
Было обнаружено, что определенная бактерия Streptomyces camerooniansis полезна для T. cacao , помогая росту растений путем ускорения прорастания семян T. cacao, подавляя рост различных типов микроорганизмов (таких как различные оомицеты, грибы и бактерии) и предотвращая гниение, вызываемое Phytophthora megakarya . [26]
Различные вредители и болезни растений могут вызвать серьезные проблемы при производстве какао. [27]
Геном T. cacao диплоиден, его размер составляет 430 млн пн , и он состоит из 10 пар хромосом (2n=2x=20). В сентябре 2010 года группа ученых объявила о проекте последовательности генома какао (генотип Matina1-6). [ 28] Во втором, не связанном проекте, Международный консорциум по секвенированию генома какао-ICGS, координируемый CIRAD, [29] впервые опубликовал [30] в декабре 2010 года (онлайн, публикация в статье в январе 2011 года) последовательность генома какао, сорта какао Criollo (местного сорта из Белиза, B97-61/B2). В своей публикации они сообщили о подробном анализе геномных и генетических данных.
Последовательность генома какао выявила 28 798 генов, кодирующих белки, по сравнению с примерно 23 000 генами, кодирующими белки, в геноме человека . Около 20% генома какао состоит из мобильных элементов , что является низкой долей по сравнению с другими видами растений. Многие гены были идентифицированы как кодирующие флавоноиды , ароматические терпены , теобромин и многие другие метаболиты, участвующие в формировании вкуса и качественных характеристик какао, среди которых относительно высокая доля кодирует полифенолы , которые составляют до 8% сухого веса какао-бобов. Геном какао, по-видимому, близок к геному гипотетического гексаплоидного предка всех двудольных растений [31] , и это предлагается в качестве эволюционного механизма, посредством которого 21 хромосома гипотетического гексаплоидного предка двудольных претерпела значительные слияния, что привело к образованию 10 пар хромосом какао.
Последовательность генома позволяет проводить молекулярную биологию какао и селекцию элитных сортов с помощью селекции с помощью маркеров, в частности, для генетической устойчивости к грибковым , оомицетным и вирусным заболеваниям, ответственным за огромные потери урожая каждый год. В 2017–18 годах из-за опасений по поводу выживаемости растений какао в эпоху глобального потепления , когда климат становится более экстремальным в узкой полосе широт, где выращивается какао (20 градусов к северу и югу от экватора ), коммерческая компания Mars, Incorporated и Калифорнийский университет в Беркли используют CRISPR для корректировки ДНК для улучшения выносливости какао в жарком климате. [32]
Дерево какао, произрастающее в тропических лесах Амазонки, было впервые одомашнено по меньшей мере 5300 лет назад в экваториальной части Южной Америки в местечке Санта-Ана-Ла-Флорида (SALF) на юго-востоке современного Эквадора ( провинция Самора-Чинчипе ) культурой Майо-Чинчипе, а затем было завезено в Мезоамерику. [33]
В Мезоамерике керамические сосуды с остатками от приготовления какао-напитков были найдены в период раннего формационного развития (1900–900 гг. до н. э.). Например, один из таких сосудов, найденный на археологическом памятнике ольмеков на побережье залива Веракрус , Мексика, датирует приготовление какао доольмекскими народами еще 1750 г. до н. э. [34] На тихоокеанском побережье Чьяпаса , Мексика, археологический памятник Мокая свидетельствует о еще более ранних какао-напитках, датируемых 1900 г. до н. э. [34] Первоначальное одомашнивание, вероятно, было связано с изготовлением ферментированного алкогольного напитка. [35] В 2018 году исследователи, проанализировавшие геном культивируемых деревьев какао, пришли к выводу, что все одомашненные деревья какао произошли от одного события одомашнивания, которое произошло около 3600 лет назад где-то в Центральной Америке. [36]
Несколько смесей какао описаны в древних текстах, для церемониальных или медицинских, а также кулинарных целей. Некоторые смеси включали кукурузу , чили , ваниль ( Vanilla planifolia ) и мед. Археологические свидетельства использования какао, хотя и относительно скудные, были получены в результате извлечения целых какао-бобов в Уашактуне , Гватемала [37] и из сохранения фрагментов древесины дерева какао в местах Белиза , включая Куэльо и Пуллтроузер Свомп . [38] Кроме того, анализ остатков керамических сосудов обнаружил следы теобромина и кофеина в ранних формирующих сосудах из Пуэрто-Эскондидо, Гондурас (1100–900 гг. до н. э.) и в средних формирующих сосудах из Колхи, Белиз (600–400 гг. до н. э.) с использованием методов, аналогичных тем, которые использовались для извлечения остатков шоколада из четырех классических сосудов (около 400 г. н. э.) из гробницы на археологическом объекте майя Рио-Асуль . Поскольку какао является единственным известным товаром из Мезоамерики, содержащим оба этих алкалоидных соединения, кажется вероятным, что эти сосуды использовались в качестве емкостей для какао-напитков. Кроме того, какао названо в иероглифическом тексте на одном из сосудов Рио-Асуль. Также считается, что ацтеки измельчали какао и смешивали его с табаком для курения. [ необходима цитата ] Какао было одомашнено майо чинчипе из верхней Амазонки около 3000 г. до н. э. [39]
Майя верили, что какао ( kakaw) было обнаружено богами в горе, которая также содержала другие восхитительные продукты, которые они могли использовать. Согласно мифологии майя , Пернатый Змей дал какао майя после того, как люди были созданы из кукурузы божественной бабушкой богиней Шмукане . [40] Майя отмечали ежегодный фестиваль в апреле в честь своего бога какао, Эк Чуаха , событие, которое включало жертвоприношение собаки с отметинами цвета какао, дополнительные жертвоприношения животных, подношения какао, перьев и благовоний, а также обмен дарами. В похожей истории сотворения мира мексиканский ( ацтекский ) бог Кецалькоатль обнаружил какао ( cacahuatl : «горькая вода») в горе, заполненной другой растительной пищей. [41] Какао регулярно предлагалось пантеону мексиканских божеств, и Мадридский кодекс изображает жрецов, прокалывающих себе мочки ушей (самопожертвование) и покрывающих какао кровью в качестве подходящей жертвы богам. Напиток из какао использовался в ритуале только мужчинами, поскольку считалось, что это опьяняющая пища, неподходящая для женщин и детей. [42]
Какао-бобы представляли собой как ритуальный напиток, так и основную валютную систему в доколумбовых цивилизациях Мезоамерики . В какой-то момент империя ацтеков получала ежегодную дань в размере 980 грузов ( классический науатль : xiquipilli ) какао, в дополнение к другим товарам. Каждый груз представлял собой ровно 8000 бобов. [43] Покупательная способность качественных бобов была такова, что за 80–100 бобов можно было купить новую тканевую мантию. Известно также, что использование какао-бобов в качестве валюты породило фальшивомонетчиков во времена империи ацтеков. [44]
Первые европейские знания о шоколаде пришли в виде напитка, который был впервые представлен испанцам на их встрече с Монтесумой в столице ацтеков Теночтитлане в 1519 году. [ необходима цитата ] Кортес и другие отметили огромные количества этого напитка, потребляемого императором ацтеков, и то, как его тщательно взбивали его слуги заранее. Образцы какао-бобов, наряду с другими сельскохозяйственными продуктами, были привезены в Испанию в то время, но, похоже, напиток, приготовленный из какао, был представлен испанскому двору в 1544 году дворянами майя кекчи, привезенными из Нового Света в Испанию доминиканскими монахами для встречи с принцем Филиппом . [46] В течение столетия шоколад распространился во Францию, Англию и другие страны Западной Европы . Спрос на этот напиток привел к тому, что французы основали плантации какао на Карибах , в то время как испанцы впоследствии развили свои плантации какао в своих венесуэльских и филиппинских колониях (Bloom 1998, Coe 1996). [47] На картине голландского художника Золотого века Альберта Экхоута изображено дикое дерево какао в голландской Бразилии середины семнадцатого века. Испанское слово cacao , происходящее от науатля, вошло в научную номенклатуру в 1753 году после того, как шведский натуралист Линней опубликовал свою таксономическую биномиальную систему и ввел род и вид Theobroma cacao . Традиционные доиспанские напитки, приготовленные из какао, до сих пор потребляются в Мезоамерике . К ним относится напиток из Оахаки, известный как tejate .
.JPG/1280px-Cacao_fruit_in_C%C3%B4te_d'Ivoire_(7).JPG)
.jpg/1280px-Theobroma_cacao_flowers_at_Kunnathurpadi_(5).jpg)
