Cast off – Schokolade von Kakao-Zellkulturen – ein Forschungsprojekt der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Die industrielle Landwirtschaft und ihr Verhältnis zur Natur hinterlassen auf vielfältige Art und Weise Spuren in unserem Lebensraum. Ist es daher möglich, die Kultivierung von Lebensmitteln neu zu denken, ohne dabei deren Ursprung mit Grund und Boden in Verbindung zu bringen? Eine Grundsatzfrage, die den Ausgangspunkt des Forschungsprojektes „Cast off – Schokolade von Kakao-Zellkulturen“ markiert.

Auf der Suche nach möglichen Ansätzen, dieses Verhältnis neu zu kultivieren, haben wir ein vielversprechendes Potenzial in der Zellkulturtechnik gefunden. Diese Technik erlaubt es, Zellen von jeder Pflanzenart außerhalb ihrer natürlichen Umgebung zu züchten und in einem Bioreaktor zu gestalten. Im Kontext der Schweiz naheliegend, hat das Zentrum für Lebensmittelkomposition und Prozessdesign des ILGI (Prof. Tilo Hühn) zusammen mit der Fachstelle für Bioverfahrenstechnik und Zellkulturtechnik des ICBT (Prof. Dr. Regine Eibl und Prof. Dr. Dieter Eibl) im Rahmen einer Masterarbeit von Irene Stutz am ICBT und einer Doktorarbeit von David Schildberger an der ETH Zürich, CAAD (Prof. Dr. Ludger Hovestadt), begonnen, über die Kultivierung von Kakaozellen zur Herstellung von Schokolade nachzudenken.

Kultivierung, ad infinitum

Zuerst wurden Kalluskulturen von Kakaosamen etabliert und alle zwei bis vier Wochen auf einem neuen Medium subkultiviert, um das weitere Zellwachstum sowie die Zellteilung unbeschränkt gewährleisten zu können. Im weiteren Verlauf wurde mit der Kultivierung von Suspensionskulturen fortgefahren, um so die notwendige Menge an Kakaozellbiomasse für die Schokoladenherstellung erzeugen zu können. Nach 16 Tagen in einem wellengemischten 20-Liter-Einweg-Bioreaktor wurde die Kakaobiomasse geerntet, von der Kulturbrühe getrennt, gespült und gefriergetrocknet.

Das Kakaozellmaterial wurde anschließend inkubiert. Dies gilt als Alternative zur mikrobiellen Fermentation von Kakaobohnen, die als essentiell für die Entwicklung typischer Schokoladenaromen angesehen wird. Abschließend wurde aus der Kakaobiomasse Modellschokolade hergestellt.

Eine Artikulation des Kakaospektrums

Eine erste Inhaltsstoffanalyse der Kalluskulturen ergab, dass im Vergleich zum Ursprungsmaterial ein Großteil der Inhaltsstoffe in ähnlichen Konzentrationen vorhanden war. Die sensorische Evaluation der Schokolade zeigte ein intensives und komplexes Aroma mit einem Vorherrschen von Zitrus- und Beerenaromen auf.

Zukünftige Studien sollen nun weitere Aufschlüsse über die Steigerung der Prozesseffizienz und deren Skalierbarkeit sowie über die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe und der flüchtigen Aromaverbindungen ergeben. Bisher konnten wir das große Potenzial einer Technik für die, aus dem derzeitigen Kontext herausgelöste, „ad infinitum“-Kultivierung von Kakao entdecken. Es ist eine Kultivierung, welche neuen im Kakao inhärenten natürlichen Aromaspektren zum Ausdruck verhilft und somit eine weitere Luxurierung von Kakao und Schokolade ermöglicht.