Veränderungen im Aromastoffspektrum von Kakaobohnen durch Aromatisierung im Whiskyfass

Autorin: Dr. Veronika Greger

Hintergrund
Die Veränderungen im Aromaspektrum von naturbelassenen und fassgelagerten Kakaobohnen und daraus hergestellter Schokolade wurden im Rahmen einer Projektarbeit untersucht, die die Konditormeisterin Christina Keuling als Abschlussarbeit ihrer Weiterbildung zur Schokoladensommelière verfasste. Frau Keulings Ziel war es, die breitgefächerten Aromen von Schokolade und Whisky zu kombinieren, wobei am Ende der Produktentwicklung eine aromatisierte Whiskyschokolade stehen sollte. Die Kakaobohnen, die zur Herstellung der Schokolade verwendet wurden, sollten ihr Aroma durch Lagerung der Bohnen in einem Whiskyfass erhalten. Um die Veränderungen des Aromas auf molekularer Ebene erfassen zu können, untersuchte aromaLAB naturbelassene und fassgelagerte Kakaobohnen und die daraus hergestellte Schokolade mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS). Im Rahmen dieses Screenings konnten sowohl qualitative als auch quantitative Veränderungen erfasst werden, welche nachfolgend vorgestellt werden. Alle folgenden Angaben zum Probenmaterial (Kakaobohnen und Schokolade) sind der Abschlussarbeit von Frau Keuling entnommen.

Aromatisierung der Kakaobohnen im Whiskyfass und Weiterverarbeitung
Zur Lagerung der Kakaobohnen wurde ein Whiskyfass verwendet, in welchem zuvor zunächst ein Bourbon Whisky und anschließend ein Single Malt Whisky gelagert worden waren. Als Kakaobohnen wurden Bohnen aus den Anbaugebieten Chuao in Venezuela und Baracoa in Kuba ausgewählt, da deren Aroma am besten mit dem Aroma des Fasses harmonierte. Anschließend wurden die Kakaobohnen bis zu 8 Wochen im Whiskyfass gelagert. Aus den aromatisierten und gerösteten Bohnen wurden je eine 72%ige und eine 100%ige Schokolade hergestellt. Zusätzlich wurde zum Vergleich des Aromaspektrums auch Schokolade aus lediglich gerösteten, nicht aromatisierten Kakaobohnen produziert.

GC-MS-Screening von Kakaobohnen und Schokolade
Um festzustellen, welche Aromastoffe für die Änderungen im Aromastoffspektrum durch die Lagerung im Whiskyfass verantwortlich sind, wurden naturbelassene und vier Wochen fassgelagerte Kakaobohnen aus Chuao sowie die daraus hergestellten Schokoladen mittels Gaschromatographie Massenspektrometrie (GC-MS) untersucht. Aus dem Probenmaterial wurde ein Lösemittelextrakt mit Diethylether hergestellt, anschließend wurden die flüchtigen Aromastoffe mittels SAFE-Destillation (nach Engel, W.; Bahr, W.; Schieberle, P.; Eur Food Res Technol (1999) 209: 237–241) isoliert. Abbildung 2 zeigt den Vergleich von naturbelassenen und fassgelagerten Kakaobohnen mittels GC-Massenspektrometrie. Im Totalionenstrom ist deutlich zu erkennen, dass die Peakfläche der Verbindung 2-Methyl-1-propanol (hier beispielhaft dargestellt) im Extrakt aus den fassgelagerten Kakaobohnen um ein Vielfaches größer ist als in den naturbelassenen Bohnen. Auf diese Weise wurde eine Reihe aromaaktiver Verbindungen in den Proben identifiziert und ihre Zu- bzw. Abnahme im Rahmen der Fasslagerung anhand der Peakflächen semiquantitativ abgeschätzt. Hierzu wurde als stabilisotopenmarkierter interner Standard d₃-2 Methoxyphenol aus hauseigener Synthese verwendet. Ein solches Screening mittels GC-MS bietet sich als schnelle und wenig aufwendige Methode an, um Unterschiede  im Spektrum der flüchtigen Verbindungen zwischen Proben darzustellen, da hierbei die Identifizierung durch Abgleich des Massenspektrums mit einer Datenbank und die Erhebung semi-quantitativer Daten über die Peakflächen in einem Schritt erfolgen können. In Tabelle 1 sind die Unterschiede von naturbelassenen und fassgelagerten Kakaobohnen dargestellt. Es sind nur Verbindungen aufgelistet, die aromaaktiv und in der Regel typisch für Kakao sind. Diese Auswahl basiert auf einer aromaLAB-internen Datenbank, in der Resultate aus zahlreichen gaschromatographisch-olfaktometrischen Analysen gelistet sind. Auffällig war in den fassgelagerten Bohnen insbesondere die Zunahme von Estern (Ethylbutanoat, Ethyl-2-/3- methylbutanoat) mit fruchtigen Geruchsqualitäten, von Alkoholen mit ethanolischen (Ethanol, 1-Propanol) oder malzigen (2-Methyl-1-propanol, Butanol, 3-Methyl-1-butanol) Geruchsnoten sowie von phenolischen Verbindungen (2-Methoxyphenol, Cresole), die rauchige Geruchseindrücke beitragen. Verbindungen mit fruchtigen, malzigen und rauchigen Geruchsqualitäten sind ebenfalls typisch für Whisky nach der Fassreifung. Bei Pyrazinen mit erdigen Geruchsqualitäten war dagegen keine Veränderung bzw. sogar eine leichte Abnahme festzustellen. Anders als in den Kakaobohnen waren Ester in der fertigen Schokolade größtenteils nicht mehr nachweisbar, was vermutlich auf Verluste während des Verarbeitungsprozesses zurückzuführen ist. Alkohole mit malzigen Geruchsqualitäten und insbesondere phenolischrauchige Verbindungen waren hingegen ähnlich wie in den Kakaobohnen auch in der Schokolade aus fassgelagerten Bohnen gegenüber der naturbelassenen Schokolade dominant. Die Analyse der nicht aromatisierten und fassgelagerten Kakaobohnen und der daraus hergestellten Schokoladen zeigte, dass whiskytypische Verbindungen aus dem Fass während der Lagerung in die Kakaobohnen übergehen und auch nach der Weiterverarbeitung in der Schokolade noch zum großen Teil nachweisbar sind. Dies betrifft insbesondere die phenolischen Verbindungen, da diese aufgrund ihrer höheren Siedepunkte im Vergleich zu Estern oder Alkoholen auch den Conchierungsprozess weitgehend überstehen. Die Lagerung von Kakaobohnen in einem Whiskyfass erwies sich somit als geeignete Methode, um einer daraus hergestellten Schokolade auf natürliche Weise ein authentisches Whiskyaroma zu verleihen.

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Ausgabe September/Oktober 2021 „Der Lebensmittelbrief/ernährung aktuell”