Das leichte Knacken zwischen den Zähnen, das Schmelzen auf der Zunge, das Feuerwerk an Aromen. Ein gutes Stück Schokolade ist für viele ein Glücksmoment. Und wie so oft ist dieser mit viel Mühe verbunden. Es braucht hochwertige Zutaten, viel Erfahrung und tiefes Verständnis von Chemie und Physik, um eine Schokolade zu fertigen, die wirklich glücklich macht.

Wenn die Tage kürzer und kälter werden, vermag zumindest ein zartschmelzendes Stück geballter Süße und Aromen die Stimmung zu heben. Doch Schokolade ist nicht nur etwas für Genießer, sondern beschäftigt auch Forschende.
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Maßgeblich ist unter anderem die Kakaobutter, chemisch betrachtet ein Gemisch von Triglyceriden. Diese können in sechs verschiedenen Kristallformen vorliegen, wobei fünf für Verdruss sorgen. Entweder bescheren sie eine niedrige Schmelztemperatur, was zu klebrigen Fingern führt, oder einen wachsigen Geschmack. Am liebsten haben Chocolatiers eine Kristallform, die als "Beta V" bezeichnet wird. Damit flüssige Schokolade beim Erstarren viele Beta-V-Kristalle bildet, muss sie im richtigen Maße bewegt und abgekühlt werden.

Es könnte einfacher gehen, behaupten nun Forscher von der University of Guelph in Kanada. Man müsse der geschmolzenen Kakaobutter lediglich rund ein Tausendstel Phospholipide beimischen und dann rasch auf 20 Grad Celsius abkühlen. So erhält man eine Schokolade mit "optimaler Mikrostruktur, Oberflächenglanz und mechanischer Festigkeit", wie das Team um Alejandro Marangoni im Fachmagazin "Nature Communications" schreibt.

Gedämpfte Erwartungen

Kündigt sich hier eine Revolution in der Schokoladenwelt an? Der Hersteller Lindt & Sprüngli reagiert zurückhaltend. "Nach unserer Erfahrung gibt es bis zur Anwendung in der Produktion noch einige Hürden zu überwinden", sagt eine Sprecherin.

In der Forschung werde mit vereinfachten Modellen gearbeitet. "In der Praxis kommen viele Faktoren hinzu, etwa die Art der verwendeten Kakaobutter, die Verwendung anderer Fette oder die Verfügbarkeit der Rohstoffe." Auch Nestlé verweist auf den schwierigen Weg vom Versuchslabor bis zur Fertigungsstraße und dämpft die Euphorie.

Alejandro Marangoni (links) und Saeed Ghazani von der University of Guelph in Kanada bei ihren süßen Forschungen.
Foto: University of Guelph

Erich Windhab von der ETH Zürich forscht seit mehr als zwei Jahrzehnten an der perfekten Schokolade. Er sagt: "Dass Phospholipide die Kristallisation verbessern, haben wir schon 2010 gezeigt." Chocolatiers sei die Wirkung schon länger vertraut. Sie geben traditionell 0,3 Prozent Lecithin in die Schokomasse, um sie fließfähiger zu machen. "Lecithin ist ein Gemisch von Phospholipiden, die sind also bereits heute in der Schokolade drin", sagt der Forscher. "Neu ist, dass Marangoni und sein Team zwei bestimmte Arten hinzugefügt haben."

Mikroluftblasen

Dass dieser Ansatz industriell genutzt wird, bezweifelt Windhab. Die Extraktion sei einerseits teuer. Zum anderen müssten die Hersteller zwei neue Inhaltsstoffe auflisten, die bisher nicht im Standardrezept für Schokolade stehen. Gut möglich, dass dafür eine gesonderte Zulassung nötig ist.

Hersteller wie Lindt & Sprüngli dürften daher weiter jene Methode nutzen, die Windhab und Kollegen einmal entwickelt haben. Dabei werden einige Kristalle vorab erzeugt und als "Impfkeime" in die flüssige Schokoladenmasse gegeben, auf dass sich dort möglichst viel Kakaobutter in der gewünschten Konfiguration anordnet.

Die aktuelle Schokoladenforschung an der ETH fokussiert auf "Genuss ohne Reue", also weniger Fett und Zucker bei gleichem Geschmack. Die Wissenschafter versuchen es unter anderem mit Mikroluftblasen, kleiner als ein Zehntelmillimeter. "Das fühlt sich im Mund an wie Mousse au Chocolat und reduziert die Kaloriendichte enorm", sagt Windhab. Und nein, man isst dann nicht die doppelte Menge wie üblich, denn bei cremiger Konsistenz reicht eine kleinere Portion, haben die Forschungen ergeben.

Ein anderer Ansatz, um den Zuckeranteil zu senken, sind "Süßeinseln", die mit einer Mikrodüse auf die Schokolade gespritzt werden. "Das gibt gleich zu Beginn einen Süßeboost, der etwas anhält", sagt Windhab.

Der Effekt: In den folgenden fünf bis zehn Sekunden werde weniger zuckerhaltige Nahrung nicht als weniger süß empfunden. Gemeinsam mit Physiologen und Ingenieuren sucht der Forscher nun nach der idealen Formel für die Größe und Verteilung der Süßeinseln.

Erich Windhab, mittlerweile emeritierter ETH- Professor für Lebensmittelverfahrenstechnik, ist dem "Genuss ohne Reue" auf der Spur.
Foto: Daniel Winkler / ETH Zurich

Kakao aus dem Labor

An der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Wädenswil hingegen wird an einer besonders nachhaltigen Schokolade geforscht. Sie macht den teils umweltschädlichen Anbau und langen Transport der Kakaobohnen obsolet. Stattdessen gedeiht der Schokoladenrohstoff im Labor. Er basiert auf Bohnen aus Puerto Rico.

Die werden angeritzt und bilden an den Wundrändern einen Schorf. "Diese Zellen geben wir nach einer Vorkultur in einen Tank mit einem Rührwerk, dazu ein Nährmedium mit Mineralstoffen, Aminosäuren sowie Phytohormonen", sagt der Lebensmittelprozessentwickler Tilo Hühn. "Nach 28 Tagen können wir die kultivierte Zellmasse ernten."

Es gehe ihnen nicht darum, die Kakaobauern ihrer Einkünfte zu berauben, sagt er. "Aber wir müssen mit unseren Ressourcen verantwortungsvoller umgehen." Kakao aus dem Labor, "gefüttert" mit Extrakten aus Zuckerrüben und Leguminosen aus zertifiziertem Anbau ums Eck, sei günstiger als Rohstoffe von anderen Kontinenten. "Zum Ausgleich werden die Bauern in Südamerika an den Einkünften der Zellkultur-Schokolade beteiligt."

Im nächsten Schritt soll das Verfahren auf Industriegröße wachsen. In zwei Jahren, schätzt er, ist die Technologie so weit. Hinzu kommt noch die Zulassungsprozedur, die das In-vitro-Lebensmittel durchlaufen muss. Der Forscher ist optimistisch, dass sich die Mühe lohnt. "Wenn wir das schaffen, könnte das einen Innovationsschub für die ganze Lebensmittelbranche sein." (Ralf Nestler, 17.10.2021)