Verarbeitung der Kakaofrucht
Die Verarbeitung der Kakaofrucht und der Kakaosamen zu Kakaobohnen und zur Kakaomasse. Die Kakaomasse ist dann das Ausgangsprodukt für die Herstellung von Schokolade, Kakaopulver und anderen Halbfabrikaten.
Ernte der Kakaofrüchte
Mit Hilfe von Messern, zum Teil an langen Stangen befestigt um hoch hängende Früchte zu erreichen und Scheren werden die Kakaofrüchte von den Bäumen getrennt. Dabei muss mit äußerster Sorgfalt vorgegangen werden, um die Samenkissen, aus denen die Frucht hervorgegangen ist, nicht zu verletzen. An diesen Stellen könnten sonst keine weiteren Früchte mehr wachsen.
In den meisten Anbaugebieten dauert die Haupternte mehrere Monate. Während dieser Zeit wird wöchentlich oder in mehrwöchigem Rhythmus geerntet da nicht alle Kakaofrüchte gleichzeitig reif sind.
Sammeln und Öffnen der Kakaofrüchte
Die Früchte werden dann zu Sammelplätzen gebracht und mit Macheten geöffnet. Die Kakaobohnen werden mit einem Teil des Fruchtfleisches aus den Schalen hervorgeholt. Das Bild zeigt einige geöffnete Kakaofrüchte mit dem weißen Fruchtfleisch in dem die Kakaobohnen stecken.
Das restliche Fruchtfleisch kann, zum Beispiel zur Herstellung von Kakaofruchtsaft verwendet werden. Auch für die Nutzung der Schale gab es schon verschiedene Ideen. Bislang landen diese aber meist als Dünger wieder auf der Plantage und das Fruchtfleisch bleibt überwiegend ungenutzt.
Fermentation der Kakaobohnen
Der Ernte folgt die Fermentation. Zur Fermentation werden die Bohnen und das Fruchtfleisch auf Bananenblättern (oder anderen großen Blättern) ausgebreitet und mit einer weiteren Schicht von Blättern abgedeckt. Dieses Verfahren wird auch Haufenfermentation genannt. Neben dieser klassischen Methode werden die Kakaobohnen auf manchen Plantagen zur Fermentation auch in Körbe oder Fässer gegeben. Besonders verbreitet ist heute die Fermentation in großen Holzkisten, diese Methode wird von den meisten größeren Farmen und Anbau-Kooperativen verwendet. Richtig angewendet erreicht man so gleichmäßige und gute Ergebnisse. Die Fermentation in Fässern und Holzkisten hat den Vorteil, das die Kakaobohnen nicht so leicht von Schädlingen befallen werden.
So liegen die Kakaobohnen meistens für etwa fünf bis sechs Tage zwischen Bananenblättern, oder in Holzkisten. Die genaue Fermentationsdauer schwankt, abhängig von der Kakaosorte, zwischen 2 und 7 Tagen. Während dieser Zeit läuft ein Gärprozess, die Fermentation ab. Dabei entstehen hohe Temperaturen von ca. 45 °C bis 50 °C. Ausgelöst durch diese Temperaturen laufen die verschiedensten chemischen und biologischen Prozesse ab. Am ersten Tag wird das Fruchtfleisch flüssig und verdampft schließlich, je stärker die Temperatur ansteigt. Entscheidend für die spätere Schokolade ist, dass die Bohnen kurz aufkeimen, um dann durch die hohen Temperaturen und den hohen Säuregehalt abzusterben. Ohne das Keimen der Bohnen hätte die Schokolade nicht ihren gewünschten Geschmack. Das Abtöten der Keimfähigkeit ist notwendig, um die Bohnen haltbar zu machen. Mit dem Absterben der Bohnen werden die Zellwände zerstört und der Zellsaft kann sich in der ganzen Bohne ausbreiten. Das ist ein Grund dafür, dass der bittere Geschmack der Bohnen gemildert wird und Vorstufen der späteren Aromastoffe entstehen.
Durch eine Reaktion der Proteine und Peptide mit den Polyphenolen erhalten die zuvor weißlich-gelben Bohnen ihre braune Färbung.
Damit die Fermentation gleichmäßig verläuft und alle Kakaobohnen denselben Fermentationsgrad erhalten, müssen sie während der Fermentation mehrfach umgeschichtet werden.
Um sicherzustellen, das es keine Fehlgärung gibt, werden die Kakaobohnen auf manchen Plantagen zu Beginn der Fermentation mit einer Starter-Mikroflora geimpft. Andernfalls ist man darauf angewiesen, das die Bakterien zum Beispiel durch Fliegen übertragen werden. Die Impflösung wird aus dem Gärsaft der laufenden Produktion gewonnen und mit verschiedenen Hefen angereichert.
Zur Verbesserung der Qualität können die Bohnen vor der Fermentation auch nach ihrer Größe sortiert werden. So erreicht man auch bei unterschiedlich großen Kakaobohnen eine gleichmäßige Fermentation.
Durch das Verändern verschiedener Parameter beim Fermentieren kann man den Geschmack der späteren Schokolade verändern. Neben der Größe der einzelnen Fermentationskisten ist das unter anderem die Gesamtzeit der Fermentation. Aber auch die Häufigkeit mit der die Kakaobohnen während der Fermentation gewendet beziezungsweise Umgeschichtet werden, macht einen Unterschied im Geschmack. Solche Feinheiten spielen bei der Herstellung billiger Massenware keine Rolle. Im Markt für Edelschokoladen, wo Hersteller häufig auch auf die Verarbeitung auf der Plantage Einfluss nehmen um bestmögliche Ergebnisse zu erhalten, spielen aber auch solche Feinheiten eine Rolle. Der dänische Hersteller Mikkel Friis-Holm hat zum Beispiel zwei Schokoladen auf den Markt gebracht, die identisch hergestellt wurden und sich nur in der Fermentation unterscheiden. Trotzdem haben sie einen verblüffend kräftigen Geschmacksunterschied.
Ziel der Fermentation:
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- Das Fruchtfleisch effektiv von den Bohnen trennen
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- Die Keimfähigkeit der Samen abtöten, um sie lagerfähig zu machen
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- Aromastoffe bzw. deren Vorstufen zu bilden
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- Die Bohnen braun zu färben
Weitere Informationen, aktuelle Forschungen und Entwicklungen rund um die Fermentation veröffentlichen wir regelmäßig in der Rubrik Aktuelles. Du findest die Beiträge direkt über diesen Link:
Trocknen der Kakaobohnen
Nach der Fermentation enthalten die Bohnen bis zu 60 % Wasser. Um lagerfähig und damit für die weitere Verarbeitung geeignet zu sein, müssen sie getrocknet werden. Dazu werden sie auf Matten oder Tabletts ausgebreitet und ein bis zwei Wochen der tropischen Sonne ausgesetzt (In den Kakao erzeugenden Ländern scheint die Sonne so oft :-). Während des Trocknens reduziert sich das Gewicht der Bohnen um mehr als die Hälfte und der Wassergehalt wird auf maximal 7 % reduziert. Dadurch wird die Haltbarkeit der Bohnen deutlich verbessert. Durch die Trocknung wird außerdem das Aroma der Bohnen weiter entwickelt. Während des Trocknens wird Säure abgebaut, so dass langsam getrocknete Kakaobohnen weniger Säure enthalten.
Häufig werden große rollbare Tabletts verwendet, die bei Regen unter ein Dach geschoben werden können, oder es gibt umgekehrt ein Dach, das über die Kakaobohnen geschoben werden kann. Damit die Kakaobohnen gleichmäßig trocknen, müssen sie regelmäßig gewendet werden. In den meisten Anbaugebieten in Amerika und Afrika wird mit Sonnentrocknung gearbeitet. Die Sonne scheint dort genug um die Kakaobohnen innerhalb von sieben Tagen zu trocknen. In asiatischen Anbaugebieten muss aber häufig mit künstlichen Wärmequellen getrocknet werden, da das Klima zu regnerisch ist. Gerade beim künstlichen Trocknen muss darauf geachtet werden den Prozess nicht zu schnell durchzuführen, da die Kakaobohnen dann noch viel Säure enthalten können.
Ziel des Trocknens:
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- Haltbarkeit der Bohnen
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- Entwicklung des Aromas
Probleme beim Trocknen
Es gibt eine eine Reihe von Problemen die beim Trocknen auftreten können. Kakaobohnen die nicht ausreichend getrocknet wurden, können beim weiteren Transport schimmeln und so für die Schokoladenherstellung unbrauchbar werden. Verwertet werden diese Bohnen häufig noch um zum Beispiel Industriefett herzustellen.
Auch zu starkes Trocknen ist nicht gut. Zwar verderben die Kakaobohnen dadurch nicht, aber wenn der Feuchtigkeitsgehalt deutlich unter 6 Prozent fällt, werden die Kakaobohnen spröde. Dadurch kommt es während dem Transport zu vielen kaputten Kakaobohnen.
Ein weiterer häufiger Schaden durch das Trocknen entsteht, wenn man künstlich trocknen muss. Wird hierfür Hitze durch Feuer erzeugt, muss darauf geachtet werden, dass die Kakaobohnen nicht dem Qualm ausgesetzt sind. Dieser sorgt sonst für strenge Raucharomen die die Kakaobohnen ebenfalls für die Schokoladenherstellung ungeeignet machen.
Während des Trocknungsprozesses besteht außerdem die Gefahr, dass die Kakaobohnen durch die Umgebung schaden nehmen. Zum Beispiel können umherstreifende Tiere Keime übertragen.
Rollbare Dächer als Schutz
Rollbare Kakaotabletts
Transport von Kakaobohnen - Säcke und Schüttgut
Die Kakaobohnen werden in der Regel nicht in den Anbauländern, sondern in Europa und Nordamerika verarbeitet. Der Transport erfolgt auf dem Seeweg. Dazu werden die Kakaobohnen traditionell in 50- bis 70-Kilo-Jutesäcke abgefüllt. Das genaue Gewicht der Säcke ist je nach Anbauland unterschiedlich, nimmt aber nie Rücksicht auf die Arbeiter die die Kakaosäcke bewegen müssen. Nur vereinzelt gibt es Projekte für handlichere Sackgrößen, so zum Beispiel von Pacari in Ecuador. Dort hat man auf 10 kg Säcke umgestellt, was eine deutliche Arbeitserleichterung bringt und auch mehr Frauen die Möglichkeit gibt, in dem Bereich zu arbeiten.
Gerade bei billigem Konsumkakao hat man inzwischen begonnen die Kakaobohnen nicht mehr in Säcken, sondern als loses Schüttgut zu verschiffen und zu lagern.
Weitere Informationen zum Transport:
Reinigen der Kakaobohnen
Kommen die Kakaobohnen in der Schokoladenfabrik an, so sind sie in häufig mit Fremdkörpern wie Staub, Sand, Holz, Glas, Steinen, Metall, Jutefasern u.a. Stoffen verunreinigt. Diese Fremdkörper werde mit Hilfe von Sieben, Magneten und Luftströmen entfernt. Die Abbildung Rechts zeigt eine historische Maschine zur Reinigung von Kakaobohnen.
Thermische Vorbehandlung der Kakaobohnen
(Dieser Schritt muss nicht sein.) Bei modernen Anlagen zur Kakaoverarbeitung werden die Kakaobohnen häufig einer thermischen Vorbehandlung unterzogen. Die Behandlung dient der Reduzierung von Bakterien und der Verbesserung der Kakaokernbruchausbeute. Die Vorbehandlung kann durch Infrarot-Behandlung oder durch den Einsatz von Heiß-Luft oder -Dampf erfolgen.
Mehr Informationen zur thermischen Vorbehandlung:
Rösten von Kakaobohnen oder Kakaonibs
Die üblichen Rösttemperaturen für Kakaobohnen liegen zwischen 100 °C und 140 °C. Die genauen Temperaturen hängen von der Kakaosorte und Qualität (z.B. der Bohnengröße), sowie vom erwünschten Geschmack ab. Ebenfalls eine Rolle spielt, ob aus den Bohnen Kakaopulver oder Schokolade hergestellt werden soll. Üblicherweise werden Bohnen die zur Herstellung von Kakaopulver dienen bei höheren Temperaturen geröstet als Bohnen für die Schokoladeherstellung. Edelkakaos werden ebenfalls bei niedrigeren Temperaturen geröstet. So werden Edelkakaos für die Schokoladeherstellung im unteren Temperaturbereich von 100 °C bis 115 °C geröstet.Die Röstzeit ist abhängig von den Kakaobohnen, der Rösttemperatur und von der eingesetzten Rösttechnik. Kurze Röstzeiten bei hohen Temperaturen liegen bei 15 bis 20 Minuten. Längere Röstprozesse bei niedrigen Temperaturen können über eine Stunde dauern.
Kleiner Röster von Probat wie er in Manufkaturen eingesetzt wird.
Da man Kakaobohnen unterschiedlicher Größe wegen der unterschiedlich langen Röstzeit nur schlecht gleichzeitig Rösten kann gehen viele Firmen dazu über nicht mehr die ganzen Bohnen zu Rösten sondern den Kakaokernbruch (so genannte Nibs).
Beim Rösten verlieren die Bohnen weiter an Feuchtigkeit, und es laufen chemische Prozesse ab, die für den Geschmack und das Aroma von Schokolade unerlässlich sind. Das Rösten kann auch nach dem Brechen und Schälen stattfinden.
Nach dem Rösten müssen die Kakaobohnen schnell abgekühlt werden um ein Überrösten zu verhindern.
Ziel des Röstens:
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- Vollständiges erschließen des Aromas; es entstehen bis zu 400 Aromastoffe
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- Weiterer Entzug von Feuchtigkeit
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- Die Schale löst sich leichter vom Kern
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- Die braune Farbe entwickelt sich
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Brechen und Schälen der Kakaobohnen
Von der Kakaobohne zu Kakaonibs
Bei diesem Vorgang werden die Bohnen zunächst durch starke Walzen in kleine Stücke zerbrochen. Danach werden die leichten Schalenteile durch einen starken Luftstrom weggeblasen, übrig bleibt der Kakaobruch. Bereits jetzt könnte man die Kakaostücke alkalisieren (siehe im Kapitel über Kakaopulver). Das Brechen kann auch durch einen Wurfbrecher erfolgen. In diesem werden die Kakaobohnen mit großer Geschwindigkeit gegen Stahlplatten geschleudert und so zerbrochen. Der Vorteil dieser Methode ist, das auch Bohnen unterschiedlicher Größe einwandfrei aufgebrochen werden.
Ziel des Brechens und Schälens:
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- Trennen der Bohnen von der Schale
Kakaokernbruchveredlung
(Dieser Schritt muss nicht sein.) Im Kakaokernbruch sind einige unerwünschte Geschmacks- und Geruchsstoffe enthalten (u.a. Acetaldehyd, Aceton, i-Butanol, Ethanol, i-Propanol, Essigsäureethylester, Essigsäure, i-Pentanal, Methanol, Diacetyl). Diese Stoffe werden am Ende der Schokoladenherstellung durch das Conchieren beseitigt. Ausgehend von der Tatsache, das sich die unerwünschten Stoffe leichter aus dem festen Kakaokernbruch austragen lassen, als aus der Kakaomasse, in der die Stoffe durch die Kakaobutter eingeschlossen sind, hat man begonnen bereits den Kakaokernbruch zu Veredeln. Dadurch kann das Zeit und Energieaufwendige Conchieren verkürzt werden. Die Veredelung erfolgt in einem speziellen Druckreaktor. Möchte man Kakaopulver herstellen so wird dem Kakaokernbruch in diesem Reaktor eine Alkalilösung zugegeben. Bei der Herstellung von Schokolade gibt man eine Lösung von Zucker, Malz, Salz und weitere Stoffen hinzu.
Vorteile der Kakaokernbruchveredlung:
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- Die Zeit für das Conchieren (Endveredlung) kann stark verkürzt werden.
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- Der Geschmack der Schokolade kann verbessert werden.
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- Schimmel- und Hefepilze, sowie Mikroorganismen werden Größtenteils vernichtet.
Mahlen der Kakaonibs
Von den Kakaonibs zur Kakaomasse
Der Kakaobruch wird zermahlen. Dabei wird das Zellgewebe der Bruchstücke zerrissen und die Kakaobutter freigelegt. Durch die entstehende Hitze schmilzt die Kakaobutter, tritt aus den Poren aus und umhüllt die Bruchstücke. Der Kakaobruch wird zur flüssigen Kakaomasse. Die Kakaomasse hat jetzt schon eine gewisse Ähnlichkeit mit dem späteren Endprodukt und ist bereit für die Herstellung von Schokolade oder Kakaopulver. Für das Mahlen können verschiedene Mühlen eingesetzt werden zum Beispiel Kugelmühlen oder auch Walzensysteme.
Getrennte Wege zu Kakaopulver und Schokolade
Jetzt trennt sich die Verarbeitung in zwei Wege, je nachdem ob Kakaopulver und Kakaobutter, oder Schokolade hergestellt werden soll. Weiter zur: