Kakaobaum

Kakao

Forschungsschwerpunkte Pilz-, Virus-, Insektenresistenz
Anpassung an Klimawandel mit höheren Temperaturen und weniger Niederschlag in den Anbauregionen (Genome Editing)

Der Kakaobaum wird weltweit in einer schmalen Zone nördlich und südlich des Äquators angebaut. Nur in dieser vorwiegend von Regenwald bewachsenen Zone herrschen das ganze Jahr über die für Kakao erforderlichen klimatischen Bedingungen: Hohe Temperaturen, viel Niederschlag und hohe Luftfeuchtigkeit.

Führend im Anbau sind die afrikanischen Länder Elfenbeinküste (Côte d’Ivoire) und Ghana. Auf sie entfallen mehr als die Hälfte der weltweiten Kakao-Produktion (4,7 Millionen Tonnen 2016/17). Weitere wichtige Anbauländer sind Indonesien und Ecuador.

Die Samen des Kakaobaumes (Theobroma cacao) werden zusammen mit der Frucht fermentiert. Dabei entwickelt sich das typische Kakaoaroma. Anschließend werden die Kakaosamen getrocknet, geröstet, geschält und gebrochen.

Durch die Verarbeitung der Kakaosamen erhält man die Kakaomasse. Bei der weiteren Verarbeitung wird die Kakaomasse aufgeteilt in

  • das dunkelbraune Kakaopulver, Basis für Schokolade und Schokoladenprodukte aller Art, schokoladenhaltige Süßwaren und Speiseeis sowie Kakaogetränk
  • und in die Kakaobutter (pflanzliches Fett), die als hochwertiges, zart schmelzendes Fett etwa in Kuvertüren, Pralinen und Nougat verarbeitet wird.

Kakaobutter wird auch in der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie zur Herstellung von Produkten wie Salben, Lotionen und Lippenstiften verwendet.

Ziele bei Forschung und Entwicklung

Seit 2011 ist das Genom des Kakaobaumes entschlüsselt und auf einer Webseite frei zugänglich. Finanziert wurde das Projekt u.a. vom Schokoladenkonzern Mars, IBM und der US-amerikanischen Landwirtschaftsbehörde USDA. Damit wird es möglich, den genetischen Hintergrund bestimmter, für die weitere Züchtung von Kakobäumen interessanter Merkmale zu beschreiben.

Mit verschiedenen molekularbiologischen Verfahren wird in der Kakaoforschung an folgenden Ziele gearbeitet:

Anbaueigenschaften

  • Krankheitsresistenz (Pilzresistenz, Virusresistenz)
    Wissenschaftler haben in Kakao-Pflanzen ein Gen (TcNPR3) identifiziert, das die Abwehrreaktion der Pflanze unterdrückt. In Blättern der Kakaopflanze schalteten sie mit CRISPR/Cas diese Gene aus. Nach einer Infektion mit dem Krankheitserreger Phythophtera tropicalis waren die Blätter deutlich resistenter gegen die Krankheit. Nun soll getestet werden, ob auch ganze Pflanzen, bei denen mit CRISPR/Cas die TcNPR3-Gene ausgeschaltet wurden, resistent gegen Phythophtera tropicalis sind.
  • Insektenresistenz
  • Anpassung an den Klimawandel
    In den Kakao-Anbauregionen rund um den Äquator wird es in Zukunft wärmer und trockener. Das mögen die empfindlichen Kakaobäume nicht. Eine Verlagerung der Kakaoplantagen in dann klimatisch bessere, meist höhere gelegene Regionen ist kaum möglich, da dafür Regenwald zerstört werden müsste. Um solche Nutzungskonflikte zu umgehen, hat der Schokoladenkonzern Mars mit der Universität von Kalifornien in Berkeley ein großes Forschungsprojekt gestartet, um auch langfristig die Nachhaltigkeit des Kakoanbaus zu gewährleisten. Ein Ziel: Die Kakaobäume an die veränderten Klimabedingungen anzupassen - mit Hilfe der neuen Genome Editing-Verfahren (vor allem CRISPR/Cas).

Produkteigenschaften

  • Fettzusammensetzung in der Kakaobutter
  • Anreicherung mit Flavonoiden
  • Erzeugung eines süßen Geschmackeindrucks bei Kakao: Mit dem Gen einer süß schmeckenden afrikanischen Pflanze (Thaumatococcus daniellii) produziert die Kakaopflanze den Süßstoff Thaumatin.

Großes Foto oben: Yakov Pskanov, 123RF