Damaged Beans

Der Kakaobaum, Theobroma cacao, stammt aus Mittel- und Südamerika und sein Hauptprodukt sind die Samen, die hauptsächlich für die Schokoladenherstellung verwendet werden. Kakao wird jedoch von einer Reihe von Schädlingen und Krankheiten befallen, die weltweit zu 30 % – 40% Ernteverlusten führen. Trotz aller Bemühungen gibt es immer noch keine Anzeichen für einen Erfolg bei der vollständigen Beseitigung dieser Krankheiten. Beschädigte Kakaofrüchte werden entweder weggeworfen, was zu Abfallproblemen und Verunreinigungen im Produktionsbereich führt, oder mit gesunden Früchten gemischt, bevor der Kakao weiterverarbeitet wird. Dies bringt eine Verschlechterung der Qualität und des Geschmacks der daraus hergestellten Schokoladenprodukte mit sich. Für die Herstellung anderer Produkte, wie Naturkosmetika und deren Inhaltsstoffen, stellen sie jedoch einen erneuerbaren und wertvollen Rohstoff dar.

Ziel des Projekts "Damaged Beans" ist es, neue Verwertungswege für Kakaobohnen zu etablieren, die durch Pilzkrankheiten geschädigt sind. Das deutsch-brasilianische Konsortium wird spezifische Methoden entwickeln, um unterschiedliche Pilzkontaminationen zu erkennen und zu klassifizieren und neue Anwendungen für diese Kakaobohnen zu identifizieren. Dieser Ansatz hat das Potenzial, die gesamte Kakao-Wertschöpfungskette zu verbessern, indem er die Arbeitsbedingungen und das Einkommen der Kakaobauern verbessert, die Qualität der Kakaoprodukte erhöht und der Kosmetikindustrie ein größeres Angebot an nachhaltigen Inhaltsstoffen zur Verfügung stellt.

Kakaobutter hat aufgrund der durch Pilzkrankheiten verursachten chemischen Veränderungen ein anderes Schmelzverhalten und ist daher bei Raum-/Körpertemperatur weicher. Das ist nachteilig für die Schokoladenherstellung, kann aber für kosmetische Anwendungen von Vorteil sein. Eine veränderte Zusammensetzung der Aminosäuren und Proteine erhöht die Gelier- und Verdickungseigenschaften, was sie zu einem idealen Ersatz für Acrylate machen könnte. Schließlich werden größere Mengen an sekundären Pflanzenstoffen (SPS) gebildet, welche antioxidative und antimikrobielle Eigenschaften haben und die Stabilität und Haltbarkeit von Kosmetikprodukten erhöhen können.

Im ersten Abschnitt des Projektes werden schnelle und kosteneffiziente Untersuchungsmethoden auf der Grundlage von NIR-Spektralinformationen in Kombination mit chemometrischen Werkzeugen entwickelt. Damit wird der Grad der Schädigung von Kakaofrüchten und -bohnen, die von Pilzkrankheiten befallen sind, und die physikalisch-chemische Qualität der Kakaobohnen ermittelt. Im Anschluss wird ein mehrstufiges Kaskadenextraktionsverfahrens etabliert, das speziell darauf ausgerichtet ist, beschädigte Kakaobohnen zu fraktionieren und hochfunktionelle Kakaobutter, Proteine und SPS für die kosmetische und chemische Industrie zu gewinnen. So können neben Kakaobutter auch weitere hochfunktionelle Inhaltstoffe zur Verfügung stehen, welche die Substitution fossiler Ressourcen durch natürliche Inhaltsstoffe vorantreiben. Die potenziellen Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten für Butter, Proteine und SPS aus beschädigten Kakaobohnen werden mittels eines Funktionalitätsspektrums identifiziert.