Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Klärung der molekularen Ursachen typischer Fehlaromanoten in Rohkakao, Kakao- und Schokolademassen

Mit Fehlaromen behaftete Chargen von Rohkakao, Kakao- und Schokoladenmassen stellen für die deutsche Süßwarenindustrie ein erhebliches Problem dar. Gelangt mit Fehlaromanoten belastete Rohware in die Produktion, kann das Fehlaroma unter Umständen noch im fertigen Produkt wahrnehmbar sein und führt dazu, dass ganze Charge vernichtet werden müssen - mit einem wirtschaftlichen Schaden, der schon bei kleineren Herstellern im sechsstelligen Euro-Bereich liegen kann. Ist das Produkt bereits in Verkehr gebracht worden, droht zudem ein erheblicher Imageverlust für die betroffenen Produzenten.

Bisher finden sich in der wissenschaftlichen Literatur keine schlüssigen Daten zu den Substanzen, die für die beobachteten Fehlaromanoten verantwortlich sind. Entsprechend ist auch unbekannt, welche Schwellenkonzentrationen für die Ausbildung der Fehlaromanoten kritisch sind und wie sich die Fehlaromastoffe im Laufe der Verarbeitung von Rohkakao zu Kakaomasse und Schokolade verhalten.

Es ist davon auszugehen, dass einige global agierende Schokoladenhersteller bereits über die Strukturen typischer Fehlaromastoffe in Rohkakao verfügen und intern an entsprechenden Minimierungsstrategien arbeiten. Mit einer Publikation dieser Erkenntnisse ist jedoch nicht zu rechnen. Durch diesen Wissensrückstand entsteht deutschen KMU gegenüber global präsenten Großkonzernen ein erheblicher Wettbewerbsnachteil.

Ziel des Vorhabens ist es daher, die für die typischen Fehlaromanoten in Rohkakao, Kakao- und Schokoladenmassen ursächlich verantwortlichen Schlüsselaromastoffe mit Hilfe des an der Forschungsstelle etablierten molekularsensorischen Konzepts zu identifizieren, ihre sensorischen Durchbruchschwellen zu ermitteln und ihr Verhal¬ten bei der Verarbeitung von Rohkakao zu Kakaomasse und bei der Conchierung zu untersuchen.

Die Ergebnisse werden KMU der Süßwarenindustrie in die Lage versetzen, ihre Wareneingangskontrolle zu optimieren.

Ergebniszusammenfassung:

Ein vergleichendes Screening nach geruchsaktiven Verbindungen in Rohkakaoproben mit und ohne Fehlaroma durch Gaschromatografie-Olfaktometrie und Aromaextraktverdünnungsanalysen ergab 7 potenzielle Fehlaromastoffe in Rohkakao mit schinkig-rauchigem Fehlaroma und 4 potenzielle Fehlaromastoffe in Rohkakao mit schimmlig-muffigem Fehlaroma. Durch den Vergleich der sensorischen, chromatographischen und massenspektrometrischen Daten der Substanzen mit den Daten von parallel analysierten Referenzverbindungen wurden sie als 2-Methoxyphenol, 3- und 4-Methylphenol, 3- und 4-Ethylphenol, 3- und 4-Propylphenol, 4-Methoxy-2,5-dimethyl-3(2H) furanon, Geosmin, Indol und 3-Methylindol identifiziert. Für alle Verbindungen wurden Quantifizierungsassays auf der Basis stabilisotopensubstituierter Geruchsstoffe entwickelt und damit die Unterschiede zwischen Fehlaromaproben und Referenzproben objektiviert. Anschließend wurden ihre Geruchsschwellenwerte in Wasser, Öl und desodorierter Kakaobutter sowie ihre Durchbruchschwellenwerte in Kakaomasse von ungerösteten und gerösteten Kakaobohnen sowie dunkler und Milchschokoladenmasse bestimmt. Aus diesen (Durchbruch-)Schwellenwerten konnten Höchstmengen für die Wareneingangskontrollen in dem Kakao verarbeitenden Industrie abgeleitet werden. Beim Rösten und der anschließenden Verarbeitung zu Kakaomasse wie auch beim Conchieren werden die Konzentrationen der Fehlaromastoffe nicht entscheidend verringert. Indol wird sogar häufig erst beim Rösten in geruchsrelevanten Mengen gebildet.

Mit den Ergebnissen des Projekts können durch die gezielte Analyse von Rohkakaobohnen bei der Wareneingangskontrolle in den KMU der deutschen Schokoladenindustrie fehlaromastoffbelastete Chargen sicher erkannt und die entsprechenden Fehlnoten objektiv belegt werden. Dies erleichtert KMU die Reklamation beim Zulieferer und verhindert sicher, dass fehlaromabehaftete Chargen in die Verarbeitung gelangen, wo sie zu Verbraucherbeschwerden und Rückrufen führen könnten.