Schokolade in Gefahr

Pflanzenkrankheiten und der Klimawandel bedrohen den Kakaoanbau, strenge Grenzwerte für Verunreinigungen erfordern neue Praktiken, und hohe Rohstoffpreise können für kleine Hersteller das Aus bedeuten. Ist Schokolade aus dem Fermenter die Lösung?

Seit dem Jahr 2023 steigen die Kakaopreise. Zeitweise vervierfachte sich der Preis sogar: Lag er im Dezember 2022 noch bei rund 2500 US-Dollar, kostete im April 2024 eine Tonne Kakaobohnen an der New Yorker Börse über 11 000 US-Dollar. Zwar sank der Preis danach kurzzeitig wieder, erreichte Anfang Januar 2025 aber ein erneutes Hoch von 11 000 US-Dollar.

Grund für die hohen Preise sind unter anderem massive Ernteausfälle in Westafrika. Seit Beginn der Erntesaison 2023/24 seien die Anlieferungen in den westafrikanischen Kakaohäfen im Vergleich zum Vorjahr um gut ein Drittel zurückgegangen, schreibt die Wirtschaftswoche. Der Klimawandel inklusive eines starken El-Niño-Wetterphänomens ist dabei nicht das einzige Problem. Kakaobäuerinnen und -bauern kämpfen zudem mit Pflanzenkrankheiten wie der Pilzerkrankung Black Pod, die auf betroffenen Plantagen zu Ernteausfällen von bis zu 50 Prozent führen kann.

Auch die Hexenbesenkrankheit und Frosty Pod, beide ebenfalls durch Pilze verursacht, dezimieren die Kakaoernte, auch wenn sie derzeit noch auf den amerikanischen Kontinent beschränkt sind. Nicht zuletzt übertragen Schmierläuse den Cocoa Swollen Shoot Virus, der anfällige Kakaobäume nach wenigen Jahren absterben lässt.

Zudem wird sich Studien zufolge aufgrund des Klimawandels künftig weniger Fläche als bisher dazu eignen, Kakao anzubauen.¹⁾ Eine weitere Schwierigkeit für die Branche sind neue gesetzliche Grenzwerte für Verunreinigungen in Schokolade.

Vom Sack in die Bohne

Seitdem Stiftung Warentest im Jahr 2012 Schokolade in Adventskalendern analysierte, ist klar: Die kakaohaltige Süßware kann Mineralölrückstände enthalten.²⁾ Im Lebensmittelsektor sind diese Verunreinigungen bekannt; sie stammen laut Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) häufig aus recycelten Kartons. Denn zu deren Herstellung dient unter anderem bedrucktes Altpapier – und daraus können sich Mineralölbestandteile der Zeitungsdruckfarben lösen.³⁾

Bei Schokolade spielen kartonhaltige Verpackungen eine geringere Rolle, ergab eine Studie von Giorgia Purcaro von der Universität Lüttich in Belgien. Sie untersuchte im Jahr 2021 die potenziellen Kontaminationsquellen von Kakaobohnen.⁴⁾ Finanziert hat die Studie der Joint Cocoa Research Fund des Herstellerverbands Chocolate, Biscuit and Confectionery of Europe (Caobisco) und der European Cocoa Association (Eca). Ziel des Funds ist es, die größten Herausforderungen rund um Kakao vorwettbewerblich anzugehen, also schon die Probleme beim Kakaoanbau.

Purcaros Studie zufolge stammen die meisten Mineralölrückstände im Kakao aus Jutesäcken. Daniel Kadow, Vorsitzender des Joint Cocoa Research Funds, erklärt das so: „Wenn die Kakaobohnen in Jutesäcken aus den ländlichen Gebieten zum nächsten Sammelpunkt oder Hafen transportiert werden, kann dabei bereits eine Kontamination mit Mineralölen stattfinden.“

Bei den Mineralölen (mineral oil hydrocarbons, MOH) unterscheidet man zwei Arten: MOSH (mineral oil saturated hydrocarbons) und MOAH (mineral oil aromatic hydrocarbons). MOSH sind gesättigte, paraffinartige, meist verzweigte und cyclische Kohlenwasserstoffe mit niedriger bis mittlerer Viskosität. Bei MOAH handelt es sich um aromatische Kohlenwasserstoffe, die überwiegend aus ein bis vier Ringen bestehen und manchmal Schwefel enthalten.

„Die Migration in das Lebensmittel erfolgt in der Regel über Verdampfung, Transport in der Gasphase und Rekondensation im Lebensmittel“, schreibt das Lebensmittelchemische Institut (LCI) des Bundesverbandes der Deutschen Süßwarenindustrie auf seiner Webseite. Das bestätigte sich in Purcaros Studie an Kakaobohnen: Wie die Analyse mit einem Online-LC-GC-MS/FID-System zeigte, wandern wohl vor allem Kohlenwasserstoffe mit weniger als 25 C-Atomen – also solche, die sich verflüchtigen.

EU-Grenzwerte in Arbeit

Gesättigte Kohlenwasserstoffe mit Kettenlängen zwischen 10 und 45 C-Atomen nimmt der Körper auf und speichert sie in Leber, Milz, Fettgewebe oder Lymphknoten.³⁾ In tierexperimentellen Studien schädigten sie Leber, Herzklappen und Lymphknoten. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (Efsa) kam dennoch zu dem Ergebnis, dass schädigende Wirkungen von MOSH auf den Menschen unwahrscheinlich seien, da die Verbindungen normalerweise nicht in einer Menge aufgenommen werden, die Gesundheitsschäden verursachen kann.⁵⁾

Bei MOAH sieht die Sache anders aus: Einige aromatische Kohlenwasserstoffe, vor allem solche mit drei oder mehr aromatischen Ringen, gelten als erbgutverändernd und krebserzeugend, schreibt die Efsa.⁵⁾ Das Standing Committee on Plants, Animals, Food and Feed der Europäischen Kommission hat im Jahr 2022 Grenzwerte für MOAH (C₁₀ – C₅₀) erarbeitet, die vermutlich frühestens ab dem Jahr 2026 als offizielle Grenzwerte in Kraft treten werden. Demnach sollen Lebensmittel abhängig von deren Fettanteil maximal 0,5 bis 2 Milligramm MOAH pro Kilogramm enthalten.⁶⁾

Die Mineralölgehalte in Lebensmitteln zuverlässig zu bestimmen, wird daher noch wichtiger. Die Analyse gelte als äußerst anspruchsvoll, heißt es auf der Webseite des LCI, insbesondere, da es sich um komplexe Gemische handele, die als Summe aller Komponenten zu quantifizieren sei. Nach derzeitigem Technikstand würden MOSH und MOAH am einfachsten mit einer online gekoppelten Flüssigchromatographie-Gaschromatographie-Flammenionisationsdetektion analysiert, nachdem die Proben säulenchromatographisch gereinigt sind. Ein normiertes in Ringversuchen überprüftes Referenzverfahren, um die Mineralölbestandteile zu analysieren, gebe es aber bisher nicht. „Die analytischen Methoden bedürfen noch der Optimierung“, sagt auch Daniel Kadow und verweist dabei auf die Studie des Joint Cocoa Research Fund von Giorgia Purcaro.

Problem Cadmium-Hotspots

Bedenklich für die Gesundheit von Verbraucher:innen ist zudem, wenn Kakao und Schokolade größere Mengen des Schwermetalls Cadmium enthalten. „Cadmium ist zwar kein Nährstoff, wird aber aufgrund unzureichender Selektivität der Zink- und Eisentransporter von den Kakaobäumen aus dem Boden aufgenommen und in den Kakaosamen eingelagert“, erklärt Kadow. Vor allem Böden in Mittel- und Südamerika können aufgrund ihres geringen geologischen Alters viel Cadmium enthalten.

Während die durchschnittlichen Cadmium-Konzentrationen in Kakaobohnen aus Afrika zwischen 0,02 und 0,51 Milligramm pro Kilogramm variieren, sind es bei südamerikanischen Bohnen zwischen 0,1 und 12 Milligramm pro Kilogramm.⁷⁾ Es existieren Hotspots mit höheren Cadmium-Bodenkonzentrationen auf nationaler, regionaler und sogar Farmebene.

Cadmium reichert sich im menschlichen Körper an, ist krebserregend und kann zu Nierenproblemen führen sowie die Knochen demineralisieren. Für Schokolade und Kakaopulver gelten in der EU seit dem Jahr 2019 − abhängig von der Art des Produkts − Grenzwerte von 0,1 bis 0,6 Milligramm Cadmium pro Kilogramm. „Dies hat Auswirkungen auf den Kakaosektor weltweit, da viele Landwirte, insbesondere in Lateinamerika und der Karibik, ihren Marktzugang verlieren könnten, wenn sie diese Vorschriften nicht erfüllen können”, heißt es in einer Briefing-Notiz von Clima-LoCa, einem Projekt der Alliance of Bioversity International und dem International Center for Tropical Agriculture. Das Projekt unterstützt Kakaoproduzenten in Kolumbien, Ecuador und Peru.

Das Problem der Hotspots lässt sich angehen, indem man Bohnen mit hohem Cd-Gehalt mit Bohnen niedriger Konzentration mischt, bevor sie verarbeitet werden. Forschende entwickeln zudem Methoden, um Cadmium im Boden zu immobilisieren oder die Pflanze daran zu hindern, das Schwermetall überhaupt erst über ihre Wurzeln aufzunehmen.⁸⁾ Denn die Aufnahmemenge hängt nicht nur von der Konzentration im Boden ab, sondern auch vom pH-Wert und der Menge organischen Materials im Boden: Je geringer diese sind, desto mehr Cadmium gelangt in die Pflanze.

Kalken, das Ausbringen von Biokohle oder Gips sowie eine Zinkdüngung können je nach Beschaffenheit des Bodens helfen. Forschende versuchen zudem mehr über die Genetik der Kakaopflanzen herauszufinden, um gezielt solche Pflanzen auf cadmiumreichen Böden anzubauen, die das Schwermetall schlechter aufnehmen. Allerdings können alle bisherigen Strategien die Cadmiumkonzentration in Kakaobohnen nur teilweise verringern, betonen die Autorinnen der Clima-LoCa-Briefing-Notiz: „Wenn die Cadmiumkonzentration in den Bohnen die Anforderungen weit übersteigt, etwa um mehr als den Faktor 10, bleibt den Landwirten möglicherweise keine andere Möglichkeit, als auf andere Nutzpflanzen umzusteigen.“

Was die Zukunft bringt

Im Jahr 2016 erregte ein Paper von Forschern aus Brasilien, Nicaragua und Uganda Besorgnis: Computersimulationen zufolge würden bis zum Jahr 2050 in großen Teilen der westafrikanischen Kakaoanbaugebiete die Temperaturen während der Trockenzeit so stark steigen, dass diese Gebiete sich weniger oder gar nicht mehr für den Kakaoanbau eignen¹⁾ – 38 Grad Celsius sind der Welternährungsorganisation FAO zufolge das Maximum, das Kakaobäume tolerieren können. Gute Nachrichten hingegen kamen fünf Jahre später von der University of Reading in Großbritannien: Die höheren atmosphärischen CO₂-Konzentrationen im Jahr 2100 könnten einige der negativen Folgen des Klimawandels gutmachen, da sie die Photosynthese ankurbeln.⁹⁾ Die Kakaoproduktion funktioniere daher auch bei höheren Temperaturen, wenn gleichzeitig die CO₂-Konzentration steige.

So oder so: Die Zusammensetzung des Kakaos wird sich vermutlich ändern, sagt Lebensmittelchemiker Andreas Dunkel. Er leitet die Arbeitsgruppe Integrative Food Systems Analysis am Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie an der TU München. „Im Jahr 2100 wird man Kakao wohl nicht mehr so zu Schokolade verarbeiten können, wie wir das heutzutage tun. Denn die Pflanze baut das Fett um, um robuster zu sein.“ Dabei werden die Fettsäuren stärker gesättigt. „Es kommt eine Kakaobutter hinten raus, die nicht mehr bei 37 Grad schmilzt, sondern erst bei 39 oder 40 Grad.“ Das bedeutet: Ohne prozesstechnische oder chemische Anpassungen werde die Schokolade der Zukunft nur noch im Mund schmelzen, wenn man Fieber hat. „Ansonsten bleibt sie im Mund ein unschöner, grisseliger Block.“

Schokolade aus dem Fermenter

Schokolade sei ein Produkt, das uns Menschen lehre, genauer hinzuschauen, sagt Irene Chetschik, Professorin für Lebensmittelchemie an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) im Schweizer Wädenswil. Sie entwickelt unter anderem alternative Herstellverfahren für Schokolade, die beispielsweise eine Fermentation überflüssig machen (Nachr. Chem. 2024, 72/9, 12). „Das Thema Schokolade eröffnet viele soziale Diskussionen über die Missstände, die es in der Welt gibt“, sagt Chetschik. „Wenn man genau hinschaut, kann es eigentlich nicht sein, dass eine Tafel Schokolade nur einen Euro kostet.“ Das werde sich in Zukunft aber sicherlich nicht ändern, eher im Gegenteil: „Es gibt bereits Bestrebungen, nach Schokoladenersatzstoffen zu suchen und beispielsweise lokale Rohstoffe wie Hafer zu fermentieren.“

Ein solches Produkt ist bereits auf dem Markt, und zwar von der Firma Planet-A-Foods, die Hafer und Sonnenblumenkerne zu einem schokoladeähnlichen Produkt verarbeitet. Dieses kommt beispielsweise in den Lieblingsgast-Keksen der Deutschen Bahn zum Einsatz.

Eine andere Möglichkeit, gänzlich unabhängig vom Kakaoanbau zu werden, ist Schokolade aus Zellkulturen. Daran arbeiten an der ZHAW die Teams um Ingenieurin und Biotechnologin Regine Eibl sowie um Lebensmitteltechnologe Tilo Hühn. Es begann alles im Jahr 2017 mit einer Masterarbeit. Eibl erzählt: „Wir fragten uns, ob sich die Polyphenole, die für den Schokoladengeschmack so typisch sind, nicht auch im Labor herstellen lassen.“

Ursprungsmaterial waren frisch geerntete, aber noch unreife Theobroma-Kakaofrüchte aus Puerto Rico (Foto S. 22 links).^10–12) Daraus wurden die Bohnen isoliert, zerschnitten und in einer Petrischale bebrütet, bis sie an den Wundrändern eine Art Schorf bildeten, Kallus genannt (Foto S. 22 rechts). Dieser wurde in einem Kulturmedium vermehrt (Foto S. 23) und untersucht. Die Forschenden isolierten schließlich eine Zelllinie, die Polyphenole bildet, wie sie für Schokolade typisch sind. „Anschließend ließen wir diese Zellen 16 Tage in einem 20-Liter-Bioreaktor wachsen (Foto links), ernteten die Kakaobiomassen, separierten die Zellen, gefriertrockneten und rösteten sie“, erzählt Eibl. „Dann stellten wir aus dem so erhaltenen Kakaopulver wie gewohnt Schokolade her (Foto diese Seite).“ Fermentieren der Bohnen und Conchieren der Schokolade am Ende – beides langwierige Prozesse – entfielen dabei.

Geschüttelt, gerührt oder gepustet

Wie die Schokolade aus dem Fermenter der Zürcher Forschenden schmeckt, hängt davon ab, welche Art Bioreaktor sie verwenden: Werden die Zellen geschüttelt, produzieren sie mehr fruchtige Aromen; das Produkt gerührter Zellen schmeckt malziger und karamelliger; Zellen im Blasensäulen-Airlift-Reaktor, in den viel Luft eingetragen wird, stellen eher florale Verbindungen her. „Je nach Reaktortyp sind die Zellen unterschiedlichem Scherstress ausgesetzt“, erklärt Eibl. „Das hat Einfluss auf die Produktion von Sekundärstoffen.“

Seit dem Jahr 2025 entwickelt die ZHAW das Verfahren mit einer Schweizer Firma aus dem Lebensmittelbereich weiter. Eine Herausforderung wird vor allem das Upscaling sein. „Wir müssen im zweistelligen Kubikmeterbereich arbeiten, um konkurrenzfähig zu einer Schokolade aus Kakaobohnen von der Farm zu sein“, sagt Eibl. Denn vor allem die Kulturmedien, in denen die Zellen wachsen, treiben die Produktionskosten in die Höhe. Und nicht zu vergessen: Schokolade aus Zellkulturen ist ein Novel Food − und die administrativen Hürden, um ein solches auf den Markt zu bringen, sind hoch.

Geschmackssache: Für jeden etwas dabei

Zartbitter, Vollmilch, weiß, Nougat oder mit Füllung? Das sind die Lieblingssorten der Interviewten in diesem Artikel.

Daniel Kadow gehört zu den ganz Harten: Er verkostet am liebsten ungesüßte Kakaomassen. „Ist gewöhnungsbedürftig“, gibt er zu.

Andreas Dunkel hat keine Favoriten: „Ich würde alles Neue probieren, und es gibt nichts, was ich nicht essen würde − alleine schon aus Interesse.“ Berufskrankheit eines Schokoladenforschers.

Regine Eibl mag vor allem dunkle Schokolade. Aber auch weniger klassische Varianten haben es ihr angetan, etwa das Produkt einer Firma, die mit Kaltextraktion statt Rösten arbeitet. „Diese Art von Schokolade schmeckt nicht so süß.“

Irene Chetschik steht auf Schokolade aus Westafrika. „Die hat einen sehr intensiven Geschmack nach Kakao, ist aber auch ein bisschen fruchtig.“ Hin und wieder gelüstet es sie aber auch nach Milchschokolade.

Die Autorin

Die promovierte Chemikerin Brigitte Osterath arbeitet als freie Wissenschaftsjournalistin in Alfter bei Bonn. www.writingscience.de

AUF EINEN BLICK

Mineralöle gehen beispielsweise aus Jutesäcken in Kakaobohnen über. Für die aromatische Mineralölklasse MOAH wird es vermutlich bald einen EU-weiten Grenzwert für Lebensmittel geben.

Im Zuge des Klimawandels können Anbaugebiete für Kakaopflanzen ungeeignet werden; zudem wird sich vermutlich die Zusammensetzung von Kakaobutter verändern.

Zellen des Kakaobaums lassen sich auch im Bioreaktor vermehren, um aus ihnen Schokolade herzustellen.

• ¹ G. Schroth, P. Läderach, A. I. Martinez-Valle, C. Bunn, L. Jassogne, Sci. Total Environ. 2016, 556, 231–241; doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.03.024
• ² Beitrag auf Test.de: t1p.de/e5z8p
• ³ Bundesinstitut für Risikobewertung, „Fragen und Antworten zu Mineralölbestandteilen in Lebensmitteln“, Aktualisierte FAQ des BfR vom 31. Juli 2023: t1p.de/zyl6t
• ⁴ G. Purcaro, „Executive summary: main sources of MOH contamination and entry points into the cocoa supply chain”. PDF: t1p.de/io6t0
• ⁵ D. Schrenk, M. Bignami, L. Bodin et al., Efsa Journal 2023, doi: 10.2903/j.efsa.2023.8215
• ⁶ t1p.de/mx3v7
• ⁷ R. Vanderschueren, M. Pulleman, „Cadmium in cacao: why it occurs, how it is regulated, and why it is a concern for producers”. 2021. Clima-LoCa Policy Brief No. 1. Cali (Colombia): International Center for Tropical Agriculture (CIAT). t1p.de/skqr4
• ⁸ R. Vanderschueren, M. Pulleman, „Cadmium in cacao: what we know about mitigation practices. Second Clima-LoCa briefing note on cadmium in cacao”. 2021. Briefing Note No. 2. Cali (Colombia): Alliance of Bioversity International and CIAT. t1p.de/1r20z
• ⁹ E. Black, E. Pinnington, C. Wainwright et al., Environ. Res. Lett. 2021, 16, 014009, doi: 10.1088/1748–9326/abc3f3
• ¹⁰ R. Eibl, P. Meier, I. Stutz et al., Appl. Microbiol. Biot. 2018, 102, 8661; doi: 10.1007/s00253–018–9279–8
• ¹¹ R. Eibl, D. Eibl, T. Hühn, „Cocoa Plant Cell Culture Processing Methods and Products obtained by the same”, EP 4 176 710 A1, 10.5.2023
• ¹² I. Stutz, „Cell culture chocolate: plant cell culture based production of food and food supplement ingredients”, Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW), Masterarbeit 2018

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