Biochemische und chromatographische Untersuchungen zur Kakaofermentation - Eileen Zacharias (2012)
Die essentiellen Schokoladenaromavorstufen werden während der Fermentation durch die Proteolyse der kakaoeigenen Speicherproteine gebildet. Die Speicherproteine beinhalten zu 53 % Albumin und zu 48 % Vicilin. Letzteres besteht aus drei Untereinheiten mit Molekulargewichten von 47 kDa, 31 kDa und 15 kDa. Durch Inkubationsversuche mit Proteinextrakten und frischen Kakaosamen wurde die Steuerbarkeit der Proteolyse untersucht. Peptidspektren, die mittels HPLC erstellt wurden, gaben Aufschluss über den Einfluss des pH-Wertes und der Inkubationsdauer. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der pH-Wert eine bedeutendere Rolle spielt als die Inkubationsdauer. Dafür sprechen auch die Ergebnisse aus den Messungen der freien Aminosäuren. Diese zeigen, dass bei einem pH-Wert von 3 der Gehalt an freien Aminosäuren um etwa 90 % geringer ist als bei pH 4 oder pH 5. Bei Vorortfermentationen gibt es die Möglichkeit einer Vortrocknung der Kakaosamen. Diese bedingt, dass die Pulpa schneller abfließt. Die Auswirkungen auf die Aromabildung wurden experimentell ermittelt. Die Inkubation von Kakaosamen mit Milchsäure simuliert eine Trocknung der Samen. Dies konnte anhand einer Verschiebung der organischen Säuren belegt werden. Werden die Samen vorgetrocknet, so wird die Fermentation von Milchsäure dominiert. Die Ergebnisse der resultierenden Peptidspektren zeigen, dass eine Vortrocknung zu einem schwächer ausgeprägten Peptidspektrum führt. Da hydrophile Peptide zu den aromarelevanten Vorstufen gehören, sollten davon möglichst viele entstehen. Durch zusätzliche chromatographische Messungen wurde weiterhin bestätigt, dass eine Inkubation in Essigsäure mehr freie Aminosäuren hervorruft als eine Inkubation in Milchsäure. Die hydrophoben Aminosäuren bilden zusammen mit den Peptiden die Grundlage für die aromarelevanten Vorstufen. Der Speicherproteinabbau wird ebenfalls durch eine von Essigsäure dominierende Inkubation der Samen beschleunigt. Diese Ergebnisse sprechen neben den Peptidspektren und der Verschiebung der organischen Säuren gegen eine Vortrocknung der Samen. Massenspektrometrische Untersuchen ergaben eine Anzahl von Peptiden, die während der Inkubation entstanden. Die detektierten Peptide des Albumins deckten 63 % dessen Aminosäure-Sequenz ab. Vom Vicilin wurden 18 % der Sequenz durch detektierte Peptide abgedeckt. Bei der Betrachtung der Spaltungsspezifität der Proteasen wurde deutlich, dass die Spaltungsstellen nicht nur mit den bekannten Mustern, hervorgerufen durch Trypsin, Chymotrypsin und Pepsin, erklärt werden können. Weitere Untersuchungen könnten klären, ob der Aspartylendoproteasetyp TcAP1 oder die Aminopeptidase Einfluss auf das Spaltungsmuster haben.