Überfermentation von Kakao sorgt für unerwünschte rauchige Fehlnoten in Schokolade

Ursachen rauchiger Fehlnoten im fermentierten Kakao

Fehlnoten im Aroma von fermentiertem Kakao beeinträchtigen häufig die Qualität von Schokolade und verwandten Produkten. Die Entstehung dieser unerwünschten Geschmacksnoten ist jedoch nicht vollständig verstanden. Forschende des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München haben nun nachgewiesen, dass eine Überfermentation von Kakaobohnen rauchige, ledrige sowie käseartige Fehlaromen hervorrufen kann. Somit sind rauchige Aromen nicht ausschließlich auf eine Rauchkontamination zurückzuführen.

Analyse von Kakaoproben aus verschiedenen Fermentationsstadien

Die Identifikation der für Fehlnoten verantwortlichen Geruchsstoffe wurde erst in den letzten Jahren vorangetrieben. Um die Entstehungsmechanismen besser zu verstehen, untersuchten Franziska Krause und Martin Steinhaus Kakaoproben aus unterschiedlichen Fermentationsphasen sowie aus verschiedenen Anbauregionen. Ein Teil der Untersuchungen erfolgte direkt auf Kakaoplantagen in Nicaragua und Costa Rica, wobei die Fermentation vor Ort begleitet wurde.

Auswirkungen der Überfermentation auf das Aromaprofil

Im Labor wurden mittels moderner Geruchsstoffanalytik optimal fermentierte Kakaobohnen mit gezielt überfermentierten Proben verglichen. Dabei zeigte sich, dass die überfermentierten Proben erhöhte Mengen kurzkettiger Carbonsäuren enthielten, die für käseartige, schweißartige oder erbrochenenähnliche Geruchsnoten verantwortlich sind.

Darüber hinaus waren die Konzentrationen der Verbindungen 2-Methoxyphenol und 4-Ethylphenol in den überfermentierten Proben signifikant erhöht. Diese Substanzen besitzen einen rauchigen Geruch, wobei 2-Methoxyphenol süßlich-rauchig wahrgenommen wird und 4-Ethylphenol zusätzlich herbe, ledrige sowie an Pferdestall erinnernde Noten aufweist.

Unterscheidung zwischen Rauchkontamination und Überfermentation

Frühere Studien des Forschungsteams hatten bereits Fehlaromastoffe identifiziert, die typisch für eine Holzrauchkontamination von Kakaobohnen sind. Die aktuellen Ergebnisse belegen, dass die Phenole, welche bei Überfermentation entstehen, in ähnlichen Konzentrationen vorkommen wie bei Rauchkontaminationen.

Martin Steinhaus betont: „Unsere Untersuchung liefert erstmals molekulare Belege dafür, dass rauchige Fehlnoten nicht ausschließlich durch Rauch verursacht werden, sondern auch durch eine Überfermentation.“

Franziska Krause ergänzt, dass sich die Mengenverhältnisse der geruchsaktiven Phenole in überfermentiertem und holzrauchkontaminiertem Kakao unterscheiden. Diese Differenzen könnten künftig zur zuverlässigen Ursachenbestimmung rauchiger Fehlnoten genutzt werden.

Praktische Ansätze zur Vermeidung von Fehlnoten

Die Studie liefert zudem einen praxisorientierten Ansatz zur Prozesskontrolle: An den untersuchten Standorten stieg der pH-Wert des Kakaobohnenfruchtfleisches deutlich an, sobald die optimale Fermentationsdauer überschritten wurde. Eine einfache pH-Messung mittels Teststreifen könnte ergänzend zu Temperatur-, Farb- und Geruchskontrollen eingesetzt werden, um eine Überfermentation frühzeitig zu erkennen und Fehlnoten zu verhindern.

Die vergleichbaren Ergebnisse aus Nicaragua und Costa Rica trotz unterschiedlicher klimatischer Bedingungen, Kakaosorten und Fermentationsmethoden unterstreichen die Relevanz der Befunde für die Herstellung qualitativ hochwertiger Kakaoprodukte.

Ausblick

Zukünftige Forschung soll klären, welche Mikroorganismen an der Bildung der identifizierten Verbindungen beteiligt sind und ab welchen Konzentrationen diese von Konsumenten als Fehlnoten wahrgenommen werden.

Publikation

Franziska Krause, Martin Steinhaus: „Off-Flavor Compounds in Fermented Cocoa: Impact of Overfermentation“. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 29. Juli 2026; 74 (29): 23069–23080. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c05685

Förderung

Das Projekt wurde im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert (Projekt-Nr. 21290 N). Franziska Krause erhielt zudem ein Doktorandenstipendium der Stiftung der Deutschen Wirtschaft, finanziert durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt.

Hintergrund zur Kakaoverarbeitung

Die traditionelle Kakaoverarbeitung umfasst die Ernte der Kakaofrüchte, die Extraktion, Fermentation und Trocknung der Samen, welche als Kakaobohnen bekannt sind. Die Weiterverarbeitung zu Schokolade erfolgt überwiegend in gemäßigten Klimazonen. Die wichtigsten Anbaugebiete befinden sich in Westafrika, Lateinamerika und Südostasien. Kakaobäume (Theobroma cacao L.) erreichen Höhen von 5 bis 15 Metern und tragen ihre Früchte am Stamm sowie an den Hauptästen.

Frühere Forschung zu Raucharomen im Kakao

Eine vorherige Studie von Krause und Steinhaus konnte nachweisen, dass Holzrauchkontakt während der Trocknung rauchige Fehlaromen verursacht. Dabei spielen 2-Methoxyphenol, 4-Methylphenol und 3-Ethylphenol eine zentrale Rolle. Diese Stoffe dringen tief in den essbaren Kern der Kakaobohne ein, wodurch eine spätere Entfernung der Schalen das Raucharoma kaum mindert. Zudem wurde 2,6-Dimethoxyphenol als Marker für Rauchkontakt identifiziert, der jedoch das Aroma kaum beeinflusst.

Publikation: Franziska Krause, Martin Steinhaus; „Molecular Sensory Analysis Confirms Wood Smoke Exposure as a Source of Smoky Off-Flavors in Fermented Cocoa“. J. Agric. Food Chem. 6. August 2025; 73 (31): 19663–19669. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c06046

Kontaktinformationen

• PD Dr. Martin Steinhaus
  Leiter der Arbeitsgruppe Aroma Chemistry
  Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München
  Lise-Meitner-Str. 34, 85354 Freising
  Telefon: +49 8161 71-2991
  E-Mail: m.steinhaus.leibniz-lsb@tum.de
• Pressekontakt:
  Dr. Gisela Olias
  Wissenstransfer, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
  Telefon: +49 8161 71-2980
  E-Mail: g.olias.leibniz-lsb@tum.de
  Website: www.leibniz-lsb.de

Information zum Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie

Das Leibniz-Institut an der Technischen Universität München vereint Forschungsbereiche wie Lebensmittelchemie, Biologie, Chemosensorik, Technologie, Bioinformatik und maschinelles Lernen. Es verfolgt das Ziel, nachhaltige Produktionsmethoden für Lebensmittel zu entwickeln, deren Inhaltsstoffe und Funktionen auf gesundheitliche Bedürfnisse und Verbraucherpräferenzen abgestimmt sind. Dabei werden komplexe Netzwerke sensorisch relevanter Inhaltsstoffe entlang der Wertschöpfungskette untersucht, um deren physiologische Wirkungen systematisch zu verstehen und vorhersagbar zu machen.

Als Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft arbeitet das Institut eng mit Hochschulen, der Industrie sowie nationalen und internationalen Partnern zusammen. Die Leibniz-Gemeinschaft umfasst 96 eigenständige Forschungseinrichtungen, die gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevante Fragestellungen bearbeiten.

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