Kakao – göttliche Speise, Zahlungsmittel und Massenprodukt

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Manchmal baut man Rohstoffe nicht in Erzminen ab, sondern man erntet sie. Man spricht dann von nachwachsenden Rohstoffen. Dazu gehören zum Beispiel Pflanzen wie Mais, den man für die Produktion von Bioethanol anbaut, oder Holz als Baustoff. Auch Pflanzen, die als Lebensmittel angebaut werden, gehören dazu.
Weihnachten steht vor der Tür – die Zeit, in der dieser nachwachsende Rohstoff, besonders begehrt ist: Ursprünglich wuchs der Kakaobaum in Mittel- und Südamerika. Mit der Kolonisierung kam der Kakao nach Europa. Lange Zeit wurde Schokolade lediglich als Getränk konsumiert. Als Luxusgut war sie den Reichen vorbehalten. Die erste Tafel Schokolade wurde im Jahre 1847 hergestellt. Als im 19. Jahrhundert zur Verarbeitung des Kakaos Maschinen eingesetzt wurden und die Erträge im Kakaoanbau stiegen, konnten sich auch ärmere Bevölkerungsschichten Schokolade leisten. Heute ist Schokolade in den unterschiedlichsten Formen in jedem Supermarkt erhältlich. Im Durchschnitt isst jeder Deutsche 10 Kilogramm Schokolade pro Jahr.

Frage (Klassenstufen 7-Q)

Wegen der steigenden Nachfrage nach dem Rohstoff Kakao und weil die Anbaugebiete in Mittel- und Südamerika nicht ausreichend Erträge erbrachten, wurde nach neuen Anbaugebieten gesucht. Das ist gar nicht so einfach, denn Kakao ist anspruchsvoll: Er wächst nur unter ganz bestimmten klimatischen Bedingungen. Man erwartet daher, dass als Folge des Klimawandels die Preise für Kakao in Zukunft deutlich steigen werden.

In welchen der folgenden Länder wird heute Kakao angebaut?

a. Indonesien, Ghana und China
b. Côte d’Ivoire, Ghana und Indonesien
c. Côte d’Ivoire, Südafrika und Argentinien

Lösung:

Richtig ist Antwort b. Für den Kakaoanbau gibt es eine enge geographische Grenze, da er nur in Äquator-Nähe wächst.

Sind die Kakaofrüchte reif, werden sie mit der Machete vom Baum abgeschlagen, aufgebrochen und die im Fruchtfleisch eingebetteten Kakaosamen werden herausgeholt. Die Samenkerne, die noch vom Fruchtfleisch umgeben sind, werden in Kästen gefüllt und mit Palmblättern abgedeckt. Nach kurzer Zeit fängt die Masse an zu gären, die sogenannte Fermentation beginnt. Nach mehreren Tagen, die Angaben schwanken zwischen zwei und zehn Tagen, ist der Fermentationsprozess abgeschlossen. Während dieser Zeit entwickeln die Bohnen ihre typischen Geschmacks- und Aromastoffe, sowie ihre Farbe.

Im folgenden Text hat sich ein Fehler eingeschlichen. Findet ihn:

Auch pflanzliche Rohstoffe müssen vor ihrer Verwendung oftmals aufbereitet werden. Eine Methode ist die Fermentation. Damit lassen sich pflanzliche Rohstoffe haltbar machen, störende Stoffe werden abgebaut oder aber es entwickeln sich überhaupt erst Aromastoffe. Bei der Fermentation werden biologische Materialien wie Mehl, Milch, Obst oder Gemüse von Mikroorganismen und ihren Enzymen in einer chemischen Reaktion umgesetzt, dabei kommen drei Arten von Mikroorganismen zum Einsatz: Bakterien, Hefen und Viren.

Lösung:

Die Viren sind natürlich falsch. Zum Einsatz kommen Bakterien, Hefen und Schimmel.

Frage (Klassenstufen 8-10, E und Q)

Wenn man sich die Fermentation anschaut, hat das Ganze doch sehr viel Ähnlichkeit mit der Gärung. Es gibt allerdings einen entscheidenden Unterschied.

Welcher ist das?

Lösung:

Bei der Gärung handelt es sich um einen anaeroben Prozess. Er findet also unter Ausschluss von Sauerstoff statt. Der Begriff Fermentation ist etwas allgemeiner und schließt auch oxidative Vorgänge (also Umsetzungen unter Beteiligung von Sauerstoff) mit ein.

Frage (Klassenstufen 9-10, E und Q)

Schauen wir uns die Fermentation der Kakaobohne und was in den einzelnen Phasen der passiert einmal genauer an.

Ordnet den Phasen die richtige Aussage zu:
Anaerobe Phase:

a. Die gespeicherten Proteine werden enzymatisch aufgespalten. Es entstehen Aminosäuren und Peptide, die essentiellen Vorstufen für das Kakaoaroma.
b. Von Bakterien wird das Ethanol zu Essigsäure oxidiert. Die Säure dringt in die Kakaosamen ein und tötet diesen ab. Der Samen verliert seine Keimfähigkeit.
c. Der Zucker, der im Fruchtfleisch enthaltenen ist, wird von Hefen abgebaut, dabei entsteht Ethanol.

Lösung:

c. Der Zucker, der im Fruchtfleisch enthaltenen ist, wird von Hefen abgebaut, dabei entsteht Ethanol.

Aerobe Phase:

Lösung:

b: Von Bakterien wird das Ethanol zu Essigsäure oxidiert. Die Säure dringt in die Kakaosamen ein und tötet diesen ab. Der Samen verliert seine Keimfähigkeit.

Postmortal:

Lösung:

a. Die gespeicherten Proteine werden enzymatisch aufgespalten. Es entstehen Aminosäuren und Peptide, die essentiellen Vorstufen für das Kakaoaroma.

Frage (Klassenstufen 10, E und Q)

Die Weiterverarbeitung des Kakaos beginnt nach gründlicher Reinigung mit dem Rösten. Damit wird der Wassergehalt der Kakaobohnen weiter gesenkt und ihr Aroma voll erschlossen. Im Anschluss daran werden die gerösteten Bohnen gebrochen, die letzte Schalenteile und Unreinheiten entfernt. Durch anschließendes Mahlen und Walzen und die dabei entstehende Reibungswärme schmilzt die Kakaobutter und die eigentliche Kakaomasse entsteht. Hier trennt sich die Verarbeitung in zwei Wege – je nachdem ob Kakaopulver und Kakaobutter, oder Schokolade hergestellt werden soll.

Schokolade kann aus lediglich drei Bestandteilen hergestellt werden: Kakaobutter, Kakaomasse und Zucker. Würde man die Zutaten lediglich vermischen würde die Schokolade brüchig und sandig werden. Durch stundenlanges Mischen, Belüften und unterschiedliches Temperieren entsteht erst eine glatte, gießfähige Masse. Wie nennt man diesen Vorgang?

Lösung:

Conchieren

Schaut man auf die Zutatenliste von Schokolade findet man meist noch (Soja)lecithin. Bei der Schokoladenherstellung wird Lecithin als Emulgator eingesetzt. Dieser wird benötigt, um die Qualität der Schokolade zu steigern, bringt aber auch eine Reihe von Vorteilen bei der Herstellung mit sich.

Von welcher (teuren) Zutat kann man weniger verwenden, wenn man Lecithin zugibt?

Lösung:

Durch einen Emulgator wird die Viskosität herabgesetzt, wodurch beim Conchieren weniger Kakaobutter benötigt wird. Außerdem kann die Conchierzeit verkürzt werden. Der Emulgator macht damit das Produkt deutlich günstiger.

Frage (Klassenstufen E und Q)

Theobromin – der heimliche Suchtfaktor?

Theobromin stimuliert das zentrale Nervensystem und erweitert die Blutgefäße. Macht also wach und munter. Es wirkt so ähnlich wie Koffein, das im Kaffee enthalten ist oder Theophyllin aus dem Tee. Das ist nicht weiter verwunderlich, sind diese drei Stoffe doch eng miteinander verwandt. Sie gehören alle zur selben Stoffklasse, zu der man übrigens auch das Nikotin aus dem Tabak zählt.

Wie heißt diese Substanzklasse?

Lösung:

Alkaloide

Frage (Klassenstufe Q)

Die Dosis macht das Gift

In hohen Dosen soll Theobromin die Pulsfrequenz erhöhen und bei Entzug Kopfschmerzen verursachen. Versuche an Mäusen und Ratten haben einen LD50-Wert von 1265 mg/kg Theobromin ermittelt. Da in Kakaopulver und Schokoladen unterschiedliche Mengen an Kakao enthalten sind, unterscheiden sich auch ihre Theobromin-Werte. Die größte Menge enthält Kakaopulver zum Backen mit 14-26 mg/g. Zartbitter-Schokolade enthält 5-8 mg/g und Milchschokolade nur noch 1,5-2 mg/g.

Wieviel Zartbitterschokolade mit 8 mg/g Theobromin müsste ein 50 kg schwerer Mensch essen, um die tödliche Dosis Theobromin zu sich zu nehmen?

Lösung:

8 mg/g Theobromin 1265 mg/kg * 50 kg = 63250 mg = 63,25 g Zartbitterschokolade 8 mg/g = 63.250 mg: 8 mg/g = 7906,25 g = 7,9 kg = 79 Tafeln Schokolade a 100 g. Ihr könnt also weiterhin unbesorgt Schokolade essen. Übel wird euch eher durch den übermäßigen Konsum.