Der erste Schritt bei der Herstellung des Rohstoffes für das Schweizer Vorzeigeprodukt «Schokolade» ist der Nachernteprozess in den Herkunftsländern, bestehend aus einer spontanen Fermentation der Kakaobohnen mit anschliessender Trocknung. Die Fermentation ist ein komplexer, spontaner Prozess, der unter anderem die Bildung von Aromavorstufen in der Bohne initiiert.

Wir betrachten den gesamten Nachernteprozess von Kakao und dessen Einfluss auf die Qualität der fermentierten, getrockneten Bohnen und schliesslich der Schokolade. Dabei verfolgen wir die mikrobielle Biodiversität und deren Einfluss auf den Nachernteprozess sowie chemische, physikalische und sensorische Parameter, mit dem Ziel, Zusammenhänge aufzuzeigen und in Optimierungsstrategien anwenden zu können. Solche Optimierungen reichen von einfachen Anpassungen in der Durchführung des traditionellen Nachernteprozesses bis hin zur Anwendung von funktionellen Kulturen, die bioaktive Stoffwechselprodukte bilden. Ein Fokus liegt hierbei auf aromaaktiven Kulturen und antifungalen Schutzkulturen mit ihren Zielorganismen, Mykotoxin bildende Schimmelpilze.

In jüngster Zeit wird die Verwendung des überschüssigen Fruchtfleischs, der sogenannten Kakaopulpe, immer deutlicher thematisiert. Wir beschäftigen uns in diesem Kontext einerseits mit der Bio-Valorisierung des Anteils der Kakaopulpe, die während der Nachernteprozessierung der Kakaobohnen nicht in der spontanen Fermentation benötigt wird und andererseits mit dem Fermentations- und Trocknungsprozess der teil-entpulpten Bohnen, um schliesslich die ganze Kakaofrucht zur Herstellung von Lebensmitteln verwenden zu können.

In unseren Projekten arbeiten wir eng mit Produzenten und Forschungsinstituten in den Herkunftsländern zusammen, insbesondere Honduras, Ecuador, Bolivien oder auch Ghana. Ein «Know-how»-Transfer ist hierbei zentral und auch interkulturell von besonders grosser Bedeutung. Darüber hinaus arbeiten wir eng mit der Forschungsgruppe Lebensmittelchemie und der Forschungsgruppe Lebensmittelsensorik zusammen, um wichtige Inhalts- und Aromastoffe in Kakobohnen zu identifizieren und ihren Einfluss auf den Geschmack einschätzen zu können.

Im Jahr 2022 konnten wir zusammen mit weiteren Forschungsgruppen am Departement für Life Sciences und Facility Management der ZHAW das Zentrum für Cocoa und Schokolade gründen und können dadurch die Forschung entlang der Wertschöpfungskette Kakao unter einem Dach präsentieren.

• Fruit to Bar – Innovative Nach-Ernte-Prozessierung von entpulpten Kakaobohnen und -pulpe für single source Schokolade (gefördert durch Innosuisse)
• Optimierung des Nachernteprozesses von Kakaobohnen in Ecuador (unterstützt von der Lindt Chocolate Competence Foundation)
• Entwicklung antifungaler Schutzkulturen für die Kakaobohnenfermentation (gefördert durch Innosuisse)
• MycoTOF – Nachweis von mykotoxinbildenden Schimmelpilzen und Mykotoxinen (gefördert durch ZHAW)
• Aufbau der MALDI TOF-MS Methodik zur schnellen und effizienten Identifizierung von Mikroorganismen in komplexen Systemen am Beispiel Kakaobohnenfermentation (gefördert durch ZHAW)