Rauchige Fehlnoten im Kakao entstehen nicht nur durch Rauch
Forschende zeigen: Auch Überfermentation kann unerwünschte Aromen verursachen
Fermentierter Kakao weist gelegentlich Fehlnoten auf, die die Qualität von Schokolade und anderen Kakaoprodukten beeinträchtigen können. Doch wodurch entstehen diese unerwünschten Aromen? Forschende des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München zeigen nun, dass eine Überfermentation von Kakaobohnen rauchige, ledrige und käseartige Fehlnoten verursachen kann. Rauchige Aromen sind demnach nicht zwangsläufig auf Rauchkontaminationen zurückzuführen.
Erst seit wenigen Jahren sind die Geruchsstoffe bekannt, die für viele Kakao-Fehlnoten verantwortlich sind. Wie und unter welchen Bedingungen sie entstehen, ist jedoch noch nicht vollständig geklärt. Um den Ursachen auf den Grund zu gehen, untersuchten Franziska Krause und Studienleiter Martin Steinhaus Kakaoproben aus verschiedenen Fermentationsstadien und Anbauländern. Ein Teil der Arbeiten fand unter realen Bedingungen auf Kakaoplantagen in Nicaragua und Costa Rica statt, wo Franziska Krause den Fermentationsprozess vor Ort begleitete.
Überfermentation fördert käseartige und rauchige Fehlnoten
Mithilfe moderner Geruchsstoffanalytik verglichen die Forschenden im Labor Proben von optimal fermentierten Kakaobohnen mit Proben von bewusst überfermentierten Bohnen. Dabei wiesen sie in den überfermentierten Proben erhöhte Konzentrationen kurzkettiger Carbonsäuren nach. Diese Verbindungen können käseartige, schweißartige oder nach Erbrochenem riechende Fehlnoten hervorrufen.
Die überfermentierten Proben enthielten zudem deutlich höhere Konzentrationen der Verbindungen 2-Methoxyphenol und 4-Ethylphenol. Beide Substanzen weisen einen rauchigen Geruch auf. Während 2-Methoxyphenol eher süßlich-rauchig riecht, weist 4-Ethylphenol zusätzlich herbe, ledrige, phenolische und an Pferdestall erinnernde Noten auf.
Rauchige Fehlnoten besser erkennen und vermeiden
In einer früheren Studie hatte das Forschungsteam Fehlaromastoffe identifiziert und quantifiziert, die typisch für eine Holzrauchkontamination von Kakaobohnen sind. Die neuen Ergebnisse zeigen nun, dass in überfermentierten Kakaobohnen wichtige rauchartig riechende Phenole in ähnlich hohen Konzentrationen vorkommen wie in holzrauchkontaminiertem Kakao. „Unsere Ergebnisse belegen damit erstmals objektiv und auf molekularer Ebene, dass rauchige Fehlnoten nicht nur durch Rauchkontaminationen, sondern auch durch Überfermentation entstehen können“, sagt Lebensmittelchemiker Martin Steinhaus.
Franziska Krause, die am Leibniz-Institut promoviert, ergänzt: „Eine weitere wichtige Erkenntnis unserer Studie ist, dass sich die quantitativen Spektren der geruchsaktiven Phenole in überfermentiertem und holzrauchkontaminiertem Kakao unterscheiden. Diese Unterschiede könnten künftig dabei helfen, die Ursachen rauchiger Fehlnoten zuverlässiger zu identifizieren.“
Die Studie liefert jedoch nicht nur neue Erkenntnisse zu den Ursachen von Fehlnoten, sondern auch einen praxisnahen Ansatz für die Prozesskontrolle: An beiden Untersuchungsstandorten nahm der pH-Wert des Kakaobohnenfruchtfleisches in der Fermentationsmasse deutlich zu, sobald die optimale Fermentationsdauer erreicht war. Eine einfache Messung mit Teststreifen könnte daher die üblichen Temperatur-, Farb- und Geruchskontrollen ergänzen und so helfen, den Beginn einer Überfermentation frühzeitig zu erkennen und die Entstehung von Fehlnoten zu vermeiden.
Trotz unterschiedlicher klimatischer Bedingungen, Kakaosorten und Fermentationsverfahren zeigten die Proben aus Nicaragua und Costa Rica vergleichbare Ergebnisse. Die Studie liefert damit wichtige Hinweise für die Herstellung hochwertigen Kakaos und die Sicherung der sensorischen Qualität von Kakaoprodukten. Künftige Arbeiten sollen nun klären, welche Mikroorganismen an der Bildung der identifizierten Verbindungen beteiligt sind und ab welchen Konzentrationen diese von Konsumentinnen und Konsumenten tatsächlich als Fehlnoten wahrgenommen werden.
Publikation: Franziska Krause, Martin Steinhaus; Off-Flavor Compounds in Fermented Cocoa: Impact of Overfermentation. J. Agric. Food Chem. 29 July 2026; 74 (29): 23069–23080.
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c05685
Förderung: Dieses IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI), Godesberger Allee 125, 53175 Bonn, wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert; Projekt-Nr. 21290 N. Franziska Krause bedankt sich herzlich für ein Doktorandenstipendium der Stiftung der Deutschen Wirtschaft, finanziert aus Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR).
Hintergrundinformation:
Die Kakaoverarbeitung gliedert sich traditionell in zwei Schritte: In tropischen Regionen bauen Kakaoproduzenten Kakaobäume (Theobroma cacao L.) an, ernten die Früchte, extrahieren, fermentieren und trocknen die Samen, die gemeinhin als Kakaobohnen bekannt sind. Anschließend werden die Kakaobohnen vorwiegend in gemäßigten Regionen zu Schokolade und anderen Kakaoprodukten verarbeitet. Die wichtigsten Kakaoanbaugebiete liegen heute in Westafrika, Lateinamerika und Südostasien. Kakaobäume erreichen eine Höhe von 5 bis 15 Metern und tragen ihre Früchte am Stamm und an den großen Ästen.
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Eine frühere Studie von Franziska Krause und Martin Steinhaus zeigt eindeutig, dass Holzrauchkontakt während der Trocknung ein rauchiges Fehlaroma hervorrufen kann. Zu diesem tragen vor allem 2-Methoxyphenol, 4-Methylphenol und 3-Ethylphenol bei. Diese Verbindungen gelangen aus dem Holzrauch in die Kakaobohnen und dringen tief in den essbaren Kern, die Keimblätter des Samens, ein. Das ist für die Praxis entscheidend, denn selbst das spätere Entfernen der Schalen reduziert das Raucharoma daher nicht wesentlich. Zusätzlich identifizierte das Team 2,6-Dimethoxyphenol als Marker für Rauchkontakt; dieser Stoff beeinflusst das Aroma jedoch kaum.
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
Kakao-Fehlaromen sicher erkennen – Nicht nur für Schokoladenfans relevant
https://www.leibniz-lsb.de/presse-oeffentlichkeit/pressemitteilungen/pm-20210420-pressemitteilung-kakao
Weitere Publikationen:
Caterina Porcelli, Silva D. Neiens, Martin Steinhaus; Molecular Background of a Moldy-Musty Off-Flavor in Cocoa. J. Agric. Food Chem. 21 April 2021; 69 (15): 4501–4508. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c00564
Daniela Füllemann, Martin Steinhaus; Characterization of Odorants Causing Smoky Off-Flavors in Cocoa. J. Agric. Food Chem. 30 September 2020; 68 (39): 10833–10841. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c04633
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Leiter der Arbeitsgruppe Aroma Chemistry
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E-Mail: m.steinhaus.leibniz-lsb@tum.de
Originalpublikation:
Franziska Krause, Martin Steinhaus; Off-Flavor Compounds in Fermented Cocoa: Impact of Overfermentation. J. Agric. Food Chem. 29 July 2026; 74 (29): 23069–23080.
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c05685
Weitere Informationen:
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c06046 Neue Marker für Raucharoma; Eine frühere Studie von Franziska Krause und Martin Steinhaus zeigt eindeutig, dass Holzrauchkontakt während der Trocknung ein rauchiges Fehlaroma hervorrufen kann.
https://www.leibniz-lsb.de/presse-oeffentlichkeit/pressemitteilungen/pm-20210420-pressemitteilung-kakao Kakao-Fehlaromen sicher erkennen – Nicht nur für Schokoladenfans relevant
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