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Die Fermentation ist ein entscheidender Schritt in der Kakaoproduktion und spielt eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung der Aromen und Geschmacksrichtungen, die die endgültige Schokolade bestimmen. Dieser Prozess hilft, den mucilaginösen Fruchtfleischüberzug um die Bohnen zu entfernen, während durch enzymatische und mikrobielle Aktivitäten die chemischen Verbindungen der Bohnen verändert werden. Ohne die Fermentation hätte Kakao einen bitteren und herben Geschmack und unangenehme sensorische Profile. Wenn die Bohnen fermentiert sind, wird eine Kaskade von biochemischen Reaktionen ausgelöst. Die Zucker des Fruchtfleisches beginnen sich unter dem Einfluss von Hefen zu zersetzen und erzeugen Alkohol und Kohlendioxid. Dieser anfängliche Prozess aktiviert eine Kette von biologischen Reaktionen, die zur Bildung von Aroma- und Geschmackspräkurzoren beitragen. Beispielsweise werden flüchtige Fettsäuren produziert, die den Endgeschmack der fermentierten Bohnen direkt beeinflussen. Anschließend übernehmen Milchsäure- und Essigsäurebakterien, die den Alkohol in Milchsäure und Essigsäure umwandeln. Diese Säuren dringen dann in die Bohnen ein und tragen zur Bildung von verschiedenen Aromastoffen bei. Dieser Prozess ermöglicht es den Bohnen auch, ein komplexes Aromaprofil zu entwickeln, das fruchtige, blumige und sogar Karamellnoten umfasst. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Fermentation einen direkten Einfluss auf die Farbe der Bohnen hat. Die Polyphenole, Verbindungen, die für Herbe und Bitterkeit verantwortlich sind, werden während dieses Schrittes oxidiert und polymerisiert, wodurch diese unerwünschten Eigenschaften reduziert werden. Daher kann eine gut durchgeführte Fermentation eine Ernte von Kakaobohnen in ein außergewöhnliches Produkt verwandeln, das bereit ist, zu hochwertiger Schokolade verarbeitet zu werden.
Bevor die Fermentation beginnt, ist die anfängliche Vorbereitung der Kakaobohnen ein unerlässlicher Schritt, um eine gleichmäßige und effektive Fermentation sicherzustellen. Diese Vorbereitung beginnt mit der Ernte der Kakaoschoten, gefolgt von der Extraktion der Bohnen und des Fruchtfleisches. Diese Operation erfordert große Präzision, da die Qualität der frisch geernteten Bohnen die Grundlage für den Fermentationsprozess legt. Unmittelbar nach der Ernte werden die Schoten geöffnet, normalerweise mit Macheten. Die Bohnen werden manuell extrahiert, um Schäden an der Struktur der Bohnen zu vermeiden, die die spätere Fermentation beeinträchtigen könnten. Jede Schote enthält zwischen 20 und 50 Bohnen, die von einem viskosen Fruchtfleisch umgeben sind. Dieses Fruchtfleisch ist reich an Zucker, was es besonders geeignet für die Fermentation macht. Die Bohnen und das Fruchtfleisch werden dann in Fermentationsbehälter gelegt, wo sie mehrere Tage verbleiben. Die Behälter können variieren, von Holzboxen über Jutesäcke bis hin zu in den Boden gegrabenen Gruben. Jede Fermentationsmethode bietet Vor- und Nachteile, die die Wärme- und Sauerstoffverteilung beeinflussen. Es ist entscheidend, eine ausreichende Belüftung von Beginn des Prozesses an sicherzustellen. Die Behälter müssen eine korrekte Belüftung ermöglichen, um die Aktivität der aeroben Hefen zu fördern, die zuerst im Fermentationsprozess tätig sind. Daher muss der Stapel von Bohnen kontrolliert werden, um übermäßige Verdichtung zu vermeiden, die eine gleichmäßige Fermentation verhindern würde. Schließlich ist die Sauberkeit der Geräte und Behälter entscheidend, um unerwünschte mikrobielle Kontaminationen zu vermeiden, die den Endgeschmack der Bohnen beeinträchtigen könnten. So stellen die Produzenten sicher, dass die Kakaobohnen gut vorbereitet sind und bereit, eine optimale Fermentation zu durchlaufen.
Die Fermentation der Kakaobohnen erfolgt in mehreren klar abgegrenzten Phasen, die jeweils eine spezifische Rolle bei der Transformation der Bohnen spielen. Hauptsächlich werden zwei Fermentationsphasen unterschieden: die aerobe und die anaerobe Phase, die jeweils entscheidende biochemische und mikrobiologische Umwandlungen bewirken, die für die Entwicklung der charakteristischen Aromen und Geschmäcker des Kakaos von Bedeutung sind. Zunächst beginnt die aerobe Phase, sobald die Bohnen in die Fermentationsbehälter gelegt werden. Die natürlich auf der Oberfläche der Bohnen und in der Umgebung vorhandenen aeroben Hefen beginnen, die im mucilaginösen Fruchtfleisch enthaltenen Zucker abzubauen. Diese Zersetzung erzeugt Alkohol und Kohlendioxid. Die Temperatur ist in diesem Stadium relativ niedrig, beginnt jedoch zu steigen, je mehr die Hefen die Zucker konsumieren. Die biochemische Umwandlung während dieser Phase schafft günstige Bedingungen für die Milchsäurebakterien. Diese übernehmen die Zersetzung der verbleibenden Zucker, um Milchsäure zu produzieren, die den pH-Wert der Umgebung senkt. Das Vorhandensein dieser Säure ist entscheidend, da sie hilft, die Populationen von Mikroorganismen zu kontrollieren und den Boden für die anaerobe Phase vorzubereiten. Danach beginnt die anaerobe Phase, wenn der Sauerstoff in dem Bohnenhaufen begrenzt wird. Die Essigsäurebakterien übernehmen dann die Umwandlung des Alkohols, der in der vorhergehenden Phase produziert wurde, in Essigsäure. Dieser Prozess ist exotherm und erzeugt eine erhebliche Menge an Wärme. Die Temperatur kann bis zu 50°C erreichen, was zur Abtötung unerwünschter Keime beiträgt und die Polymerisation der Polyphenole weiter fördert. In dieser Phase dringen die gebildeten Säuren in die Bohnen ein und initiieren interne Veränderungen. Die internen Enzyme denaturieren, die Zellen brechen auf, und neue Aromakomponenten und Geschmackspräkurzoren entstehen. Die Bohnen ändern ihre anfängliche Farbe zu dunkleren Farbtönen, ein visuelles Zeichen der internen Transformationen. Es ist wichtig, die Bohnen regelmäßig, etwa alle zwei Tage, zu wenden, um die Temperatur zu homogenisieren und eine gleichmäßige Fermentation sicherzustellen. Dieses Wenden ermöglicht auch die Wiedereinführung von Sauerstoff, was die aerobe Phase vorübergehend neu startet und die mikrobielle Vielfalt fördert, die für eine gute Aromabildung essentiell ist. Die verschiedenen Fermentationsphasen dauern in der Regel zwischen 4 und 7 Tagen, wobei die Dauer je nach Qualitätszielen und lokalen Bedingungen variieren kann. Jedes Stadium, vom Hefebeginn der Fermentation bis zur Wirkung der Essigsäurebakterien, ist entscheidend für die Schaffung des endgültigen Aromaprofils der Kakaobohnen.
Die Qualität der Fermentation der Kakaobohnen hängt von mehreren kritischen Faktoren ab, die miteinander interagieren, um das sensorische Endprofil des Produkts zu bestimmen. Parameter wie Temperatur, Dauer des Prozesses sowie die Handhabung der Bewegung der Bohnen müssen streng kontrolliert werden, um eine erfolgreiche Fermentation sicherzustellen. Die Temperatur ist einer der einflussreichsten Faktoren bei der Fermentation. Während der Fermentation kann die Innentemperatur der Bohnen bis zu 50°C erreichen. Eine optimale Temperatur fördert eine angemessene mikrobielle Aktivität und begünstigt die Hefen und Bakterien, die für den Prozess entscheidend sind. Eine zu hohe Temperatur kann jedoch diese nützlichen Mikroorganismen abtöten, wodurch die Fermentation vorzeitig endet und zu einer unangemessenen Geschmacksentwicklung führt. Andererseits kann eine zu niedrige Temperatur die gewünschten biochemischen Transformationen verlangsamen und den Prozess unnötig verlängern. Die Dauer der Fermentation ist ebenfalls kritisch. Eine zu kurze Fermentation könnte es den biochemischen Reaktionen nicht erlauben, sich vollständig zu entwickeln, was zu einem bitteren und herben Geschmack der Bohnen führt. Eine verlängerte Fermentation könnte hingegen organoleptische Fehler verursachen, wie matte Geschmäcker oder eine veränderte Textur. Typischerweise variiert die Fermentation der Kakaobohnen zwischen 4 und 7 Tagen, aber diese Dauer kann je nach den Besonderheiten des Terroirs und der Kakaosorten angepasst werden. Die Handhabung der Bewegung der Bohnen, insbesondere das Wenden, ist ein weiterer essentieller Parameter. Die Bohnen müssen regelmäßig umgerührt werden, um eine gleichmäßige Verteilung von Wärme und Sauerstoff zu gewährleisten und die Bildung von ‚Hotspots‘ zu vermeiden, die bestimmte Teile der Charge beschädigen könnten. Das Wenden der Bohnen, in der Regel alle zwei Tage, bringt Sauerstoff, der für die aerobe Phase der Fermentation notwendig ist, und hilft, das produzierte Kohlendioxid und den Alkohol abzuführen. Die Umgebungsfeuchtigkeit und die Luftzirkulation sind zusätzliche Faktoren, die die Fermentation beeinflussen. Hohe Feuchtigkeit kann das Wachstum unerwünschter Schimmelpilze begünstigen, was die Qualität der Bohnen beeinträchtigt. Eine gute Luftzirkulation, vorzugsweise unter natürlichen Belüftungsbedingungen, hilft, eine geeignete Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten und eine ausreichende Verdunstung der flüssigen Nebenprodukte der Fermentation zu ermöglichen. Schließlich sind die Regelmäßigkeit und Sauberkeit des Prozesses von größter Bedeutung. Die Wahl der Fermentationsbehälter (Kisten, Körbe, Gruben) sollte darauf abzielen, eine effektive Kontrolle der internen Bedingungen zu erleichtern. Die Ausrüstung muss zwischen jedem Fermentationszyklus gereinigt und desinfiziert werden, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden.
Die Fermentation hat einen großen Einfluss auf das sensorische Profil der Kakaobohnen und beeinflusst direkt den Geschmack, den Geruch und die Textur des Endprodukts. Die biochemischen und mikrobiellen Transformationen während der Fermentation bereichern die Bohnen mit aromatischen Verbindungen und verändern ihre internen Strukturen, was die organoleptischen Eigenschaften der Schokolade formt. Der Einfluss auf den Geschmack ist wahrscheinlich der auffälligste. Während der Fermentation durchlaufen die in den Bohnen enthaltenen Polyphenole und Flavonoide chemische Veränderungen, die die inhärente Herbe und Bitterkeit des rohen Kakaos reduzieren. Die Zucker, insbesondere die Pulpose, werden von den Hefen abgebaut, um Alkohole und organische Säuren zu produzieren. Diese organischen Säuren verbinden sich mit flüchtigen Verbindungen, um Aromapräkursoren wie Ester und Phenole zu bilden, die zu den fruchtigen, blumigen und würzigen Noten des fermentierten Kakaos beitragen. Der Geruch der Kakaobohnen wird ebenfalls tiefgreifend von der Fermentation beeinflusst. Die entstandenen Ester sowie andere flüchtige Verbindungen erzeugen ein reichhaltiges Aromaprofil, das an Karamell, reife Früchte und gelegentlich an blumige Noten erinnert. Die Entwicklung dieser aromatischen Verbindungen setzt sich im Trocknungs- und Röstprozess fort, aber die Grundlagen werden während der Fermentation gelegt. Die Textur der Bohnen erfährt Modifikationen, da die Fermentation zu einer Denaturierung der Proteine und internen Zellstrukturen führt. Wenn die Bohnen bei hohen Temperaturen fermentieren, platzen die inneren Zellen auf, was die Bohnen brüchiger macht und ihre zukünftige Verarbeitung zu Kakaomasse erleichtert. Diese strukturelle Veränderung verbessert auch die Effizienz des Mahlens und die Mischung beim fortgesetzten Produktionsprozess der Schokolade. Das Trocknen nach der Fermentation ist entscheidend für die Stabilisierung der Bohnen und den Erhalt ihrer neuen sensorischen Merkmale. Eine schlechte Trocknung kann die Fermentationsarbeit ruinieren, indem sie unerwünschte sekundäre Fermentationen fördert, die den Geschmack und Geruch verändern würden. Wenn sie ordnungsgemäß getrocknet sind, behalten die Bohnen die während der Fermentation entwickelten aromatischen Feinheiten. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Fermentation die Farbe der Bohnen beeinflusst. Die Oxidation von Polyphenolen während dieses Prozesses führt zu Farbveränderungen, typischerweise von weiß oder violett zu einem dunklen Braun, was darauf hinweist, dass die Bohnen gut fermentiert sind und für die nächsten Verarbeitungsschritte geeignet.