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Untersuchungen zur Erfassung des Schalenanteils in Kakaoerzeugnissen und Beurteilung von Kakaobutterqualitäten über fluoreszierende Steranderivate (ESTO) als neue Indikatorsubstanzen
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Zusammenfassung
Das vorliegende Projekt „Untersuchungen zur Erfassung des Schalenanteils in Kakaoerzeugnissen und Beurteilung von Kakaobutterqualitäten über fluoreszierende Steranderivate (ESTO) als neue Indikatorsubstanzen“ bildete den Abschluss zum Gesamt-Forschungsvorhaben zur Erfassung des Schalenanteils in Kakaoerzeugnissen. In diesem letzten Teil wurde die Möglichkeit einer Anwendung einer weiteren neuen Verbindung als geeignetem Schalenindikator überprüft. Der Schalengehalt in Kakaoerzeugnissen ist insofern von Interesse, da die gesetzliche Festlegung eines Höchstwertes durch Umsetzung der EU-Kakaorichtlinie von 2000 entfällt. Es liegt dann im eigenen Verantwortungsbereich der Industrie den technologischen Schalenanteil durch Spezifikationen zu regeln und auch zu überprüfen.
Ergosta-4,6,8,(14),22-tetraen-3-on (ESTO) schien den Untersuchungen von Münch und Schieberle zufolge eine geeignete Substanz zu sein, aus der sich Aussagen zum Schalengehalt in Kakaoerzeugnissen mittels Hochleistungs-Flüssigchromatographie mit Fluoreszenzdetektion ableiten lassen. Um die von den oben genannten Autoren entwickelte Methode für die Routineanalytik einzusetzen, wurde diese optimiert, so dass durch eine große Zeitersparnis und Lösungsmittelreduzierung ein geeignetes Verfahren entwickelt werden konnte.
Im Rahmen dieses Projektes wurden knapp 300 Kakaoproben untersucht. Die Kakaobohnen wurden manuell geschält und die Kakaokerne und Schalen anschließend getrennt auf ESTO analysiert. In allen untersuchten Kakaoschalen konnte ESTO nachgewiesen werden, während die meisten manuell geschälten Kakaokerne frei von ESTO waren.
Die untersuchten Kakaohalberzeugnisse wie Kakaonibs, Kakaomasse, Kakaopulver und Kakaobutter wiesen untereinander mehr oder weniger hohe ESTO-Gehalte auf. Die Untersuchungen von zusammengehörenden Musterpaaren von der Kakaobohne bis zur Kakaobutter und zum Kakaopulver zeigen erwartungsgemäß, dass der ESTO-Gehalt während des Verarbeitungsprozesses nicht zunimmt. In der Literatur beschriebene mögliche Einflussfaktoren der Röstung auf den ESTO-Gehalt konnten nicht eindeutig belegt werden. Um nähere Aussagen treffen zu können, müssten noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden.
Die ermittelten ESTO-Gehalte in Schokoladen setzen sich aus den einzelnen Gehalten in Kakaomasse und Kakaobutter zusammen. Die Auswertung hat ergeben, dass alle untersuchten Schokoladesorten im Mittel gleich hohe ESTO-Gehalte bezogen auf die Kakaotrockenmasse aufweisen. Desweiteren konnte ein Einfluss von weiteren Schokoladenbestandteilen wie Milcherzeugnissen oder Nussanteilen als vernachlässigbar klein beurteilt werden.
Die Untersuchungen von fermentierten Kakaobohnen zeigten keine bis keine signifikanten ESTO-Gehalte. In Kakaobohnen frischer Kakaofrüchte konnte ebenfalls kein ESTO nachgewiesen werden. ESTO ist demnach kein natürliches Produkt, das in der Kakaopflanze bei der Reifung entsteht. Die ermittelten ESTO-Gehalte müssen demnach auf einem anderen Weg in den Kakao gelangen.
Die Detektion von ESTO in allen untersuchten Halberzeugnissen lässt annehmen, dass das Brechen der Kakaobohne eine Ursache für das Vorkommen darstellt. Für die industrielle Schalenabtrennung werden üblicherweise die gerösteten Kakaobohnen gebrochen und anschließend die Schalen abgetrennt. Technologisch bedingt bleibt ein gewisser Restschalenanteil in den Nibs erhalten, der in die weitere Verarbeitung mit eingeht. Da der ESTO-Gehalt in Kakaoschalen um ein Vielfaches höher als in den anderen Kakaohalberzeugnissen ist, führen bereits kleine Schalenanteile zu höheren ESTO-Gehalten in den Halberzeugnissen.
In der Literatur wird ESTO als ein Stoffwechselprodukt von Pilzen und Hefen beschrieben. Die Befunde von ESTO in Kakaoschalen können somit auf ein Wachstum von Pilzen (Pilzmasse) schließen lassen. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, ESTO als Indikatorsubstanz zur Erfassung des Schalenanteils einzusetzen.
Die Anwesenheit von Pilzen auf der Kakaoschalenoberfläche könnte bewirken, dass die bei der technologischen Schalenentfernung auftretende Reibung zwischen Schalenstücken und Kakaonibs dafür verantwortlich ist, dass mögliche auf den Schalen anhaftende Schimmelpilze auf die Nibs übertragen werden. Dadurch ließen sich die ermittelten ESTO-Gehalte in den Kakaohalberzeugnissen erklären.
In Anlehnung an Literaturdaten wurde bei Getreide und Gräsern auch ein möglicher Zusammenhang zwischen ESTO- und Mykotoxin-Gehalten untersucht, denn Mykotoxine sind typische Produkte von Schimmelpilzen. Es konnte in dieser Studie jedoch keine eindeutige Tendenz festgestellt werden. Festzuhalten ist, dass Mykotoxine erst gebildet werden, wenn auch ESTO (ç Pilzmasse) gebildet wurde. Die jeweilige Toxinkonzentration korreliert aber nicht mit den ermittelten ESTO-Gehalten. Untersuchungen zur Art der vorhandenen Pilze wurden von uns nicht durchgeführt. Es ist aber anzunehmen, dass alle Pilze ESTO synthetisieren, aber nicht alle Pilze auch das untersuchte Mykotoxin Ochratoxin A.
In der Literatur wird die Bestimmung des Hauptstoffwechselproduktes von Pilzen (Ergosterin) zur Erfassung von Pilzmasse als geeignetere Methode als die bisher angewandten mikrobiologischen Verfahren angesehen. Letztere sind häufig von verschiedenen Faktoren abhängig und sehr zeitintensiv. Da ESTO auch ein Stoffwechselprodukt von Pilzen ist, könnte das hier angewandte HPLC-Verfahren geeignet sein, die Bestimmung von Ergosterin durch ESTO zu ersetzen. Um genauere Aussagen treffen zu können, müssten jedoch noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden.
Untersuchungen zu Ergosterin in Kakao und Kakaoprodukten waren nicht Gegenstand dieses Projektes, da ursprünglich die Frage der Erfassung eines „Verpilzungsindikators“ nicht im Vordergrund stand. Für zukünftige Projekte wäre die Überprüfung einer möglichen Korrelation von ESTO und Ergosterin in Kakao interessant.
Abschließend lässt sich sagen, dass mit diesem Projekt zwar kein weiterer Schalenindikator gefunden wurde, aber ESTO einen durchaus interessanten Parameter zur Qualitätsbeurteilung darstellen kann, da ein Gehalt an ESTO auf ein Vorhandensein von Schimmelpilzen bzw. auf vorhandene Pilzmasse hinweist.
Da im Rahmen dieser Arbeit nur erste Ansätze hinsichtlich dieser Fragestellung behandelt werden konnten, sollte es für die Zukunft von großem Interesse sein, sich hiermit noch genauer zu beschäftigen, um die beschriebenen Zusammenhänge näher aufzuschlüsseln. |
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