Vom Geheimnis guter Schokolade
Weihnachten und Schokolade gehören für viele Menschen einfach zusammen. Allein bei uns in der Schweiz konsumiert jede Person im Durchschnitt über 10kg (!) Schokolade im Jahr und besonders in der Weihnachtszeit steigt die Nachfrage nochmals erheblich. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, wird die Produktion für die Feiertage bereits im Sommer begonnen.
Aber was ist Schokolade eigentlich und wie „funktioniert“ sie?
Xocolātl
Unser Wort „Schokolade“ (genau wie „chocolate“, „cioccolato“, „chocolat“, etc.) ist vermutlich abgeleitet aus dem Nahuatl, der Sprache der Azteken. „Xocolātl“ bezeichnete ein bitteres, schaumiges Kakaogetränk, welches einen sehr hohen Stellenwert hatte: Der Genuss blieb dem Königshaus, dem Adel, und hohen Würdenträgern, sowie den Fernhandelskaufleuten und Kriegern vorbehalten.
Auch der wissenschaftliche Name der Kakaopflanze ist bemerkenswert, dort heisst diese nämlich Theobroma cacao und das bedeutet „Speise der Götter“. Carl von Linné zeigte sich hier poetisch.
Der Weg vom bitterem Getränk für die Auserwählten bis zum Confiserieprodukt für alle war ein langer. Und was die Schokolade von heute so verführerisch macht, ist eine kluge Mischung aus Wissenschaft und Handwerk.
„Schmilzt im Mund und nicht in der Hand„
Den Slogan kennen einige von uns. Aber warum schmilzt Schokolade im Mund und nicht in der Hand?
Der schöne Glanz, das leise Knacken, und wie die Schokolade im Mund schmilzt, ist kein Zufall: Schokolade ist ein Paradebeispiel dafür, wie komplexe Naturwissenschaft im Alltag wirkt.
Physikalisch gesehen ist Schokolade eine Dispersion, deren Eigenschaften vom Kristallzustand der verwendeten Kakaobutter bestimmt werden. Aber eins nach dem anderen…
Die Hauptbestandteile von Schokolade sind:
- Die Kakaomasse aus gemahlenen Kakaobohnen.
Diese besteht aus der Kakaobutter (Fett) und den Kakaofeststoffen (Aromastoffe, Farbstoffe, Bitterstoffe) - Zucker und je nach Sorte auch Milchbestandteile und weitere Zutaten
- In geringen Mengen Emulgatoren (z.B. Lecithin)
Die festen Partikel (Kakaofeststoffe und Zucker) liegen dabei fein im Fett (Kakaobutter) verteilt vor, was Schokolade zu besagter Dispersion macht. Das Fett entscheidet dabei darüber, ob Schokolade glänzt und knackt, oder stumpf und bröselig wirkt.
Der Weg von der Bohne bis zur Tafel
Bevor die Schokoladentafel in unsere Einkaufstasche wandert, hat sie bereits eine erstaunliche Reise hinter sich:
- Schritt: Ernte und Fermentation
Verschiedene Mikroorganismen bauen Zucker ab, dadurch entstehen Vorstufen erwünschter Aromen. - Schritt: Trocknung
Das stoppt die Fermentation am richtigen Punkt (zu viel ist auch hier nicht gut) und stabilisiert das Produkt. - Schritt: Rösten
Die u.a. vom braten von Fleisch bekannten Maillard-Reaktionen erzeugen Röstaromen in den Kakaobohnen. - Schritt: Brechen und Mahlen
Die Bohnen werden zu Kakaomasse verarbeitet. - Schritt: Mischen
Zucker, Milchbestandteile, und weitere Zutaten werden hinzugegeben. - Schritt: Raffinieren
Die Kakaofeststoffe in der Masse werden zu Partikeln unter 20–30 Mikrometern zerkleinert. - Schritt: Conchieren
- Schritt: Temperieren
Diese beiden letzten Schritte vor der finalen Verarbeitung – das Conchieren und Temperieren – sind entscheidend für das sensorische Erlebnis. Um diese beiden Prozesse geht es weiter unten.
Zunächst einmal befassen wir uns mit der Kakaobutter:
Kakaobutter
Der eigentliche Star der Schokolade ist tatsächlich die Kakaobutter. Sie macht etwa 50 % der Kakaomasse einer anständigen Schokolade aus, und besitzt eine bemerkenswerte Eigenschaft:
Die sogenannte Polymorphie (Vielgestalt).
Das bedeutet, dass ein und dasselbe Fettmolekül der Kakaobutter in sechs verschiedenen Kristallstrukturen vorkommen kann.
Diese werden durchnummeriert von I bis VI, und unterscheiden sich in Stabilität, Schmelzpunkt, Glanz, und Textur.
Hier eine Übersicht:
| Kristallstruktur | Stabilität | Schmelzpunkt | Eigenschaften |
|---|---|---|---|
| I | sehr instabil | ca. 17 °C | weich und bröselig |
| II | instabil | ca. 21 °C | matt |
| III | instabil | ca. 26 °C | körnig |
| IV | mässig stabil | ca. 28 °C | glanzlos |
| V | stabil | ca. 34 °C | glänzend und knackig, schmilzt im Mund |
| VI | sehr stabil | ca. 36 °C | hart, entsteht bei Alterung |
Für die perfekte Schokolade benötigen wir Kristallstruktur V. Alle anderen führen zu einer glanzlosen Oberfläche, schlechtem Bruch, oder anderen unerwünschten Eigenschaften.
„Schmilzt im Mund und nicht in der Hand„
Huch! Thermodynamik!
Der berühmte „Schmelz“ der Schokolade ist angewandte Thermodynamik: Bei einer Raumtemperatur von ca. 20 °C bleibt Schokolade fest. Der Schmelzpunkt von Kristallstruktur V liegt bei – wie wir oben gesehen haben – 34 °C, und unsere Körpertemperatur wiederum liegt bei ca. 37 °C.
Das Ergebnis: Die Schokolade bleibt stabil in der Hand, schmilzt aber im Mund. Also nicht zu früh und nicht zu spät – Materialwissenschaft in ihrer leckersten Form!
Aber wie kann man das beeinflussen? Das macht man durch das korrekte Temperieren der Schokolade:
Das Temperieren
Beim Temperieren wird die Kristallstruktur der Kakaobutter gesteuert
Vereinfacht gesagt passiert beim Temperieren Folgendes:
- Die Schokolade wird vollständig geschmolzen. Dadurch lösen sich alle vorhandenen Kristalle auf.
In Wohlgefallen, wenn man so möchte. - Die Schokolade wird danach kontrolliert abgekühlt. Dadurch bilden sich verschiedene Kristallformen.
- Dann wird die Schokolade wieder kontrolliert leicht (!) erwärmt. Dadurch schmelzen instabile Kristallstrukturen, und übrig bleibt vor allem unsere erwünschte Kristallstruktur V.
Das Resultat ist ein schöner Glanz und eine stabile Oberfläche, ein guter Bruch, und vor allem das angenehme Schmelzgefühl im Mund.
Ohne korrekte Temperierung wiederum sieht Schokolade schnell alt aus – sogar wenn sie frisch ist. Das weiss jeder, der selbst einmal in der eigenen Küche mit Schokolade gearbeitet hat. Der unschöne grauweisse Belag z.B., den wir manchmal auf der Schokolade sehen, ist meistens nur „Fettreif“. Das passiert, wenn Kakaobutter an die Oberfläche wandert, und dort als Kristallstruktur VI auskristallisiert. Optisch ist das unschön, aber auch vollkommen harmlos. Schokolade mit Fettreif kann bedenkenlos verzehrt werden!
Das Conchieren
Beim Conchieren entsteht durch Reibung Aroma
Über Stunden oder Tage wird die Schokoladenmasse gerührt, gewalzt, und belüftet. Dabei passieren mehrere Dinge gleichzeitig:
- Flüchtige Säuren verdampfen und die Schokolade wird weniger scharf
- Das Fett verteilt sich gleichmässig um die Kakaofeststoffpartikel
- Die Oberfläche wird glatt
- Die Aromen runden sich ab
Wissenschaftlich betrachtet ist Conchieren eine Kombination aus physikalischer Feinverteilung von festen und flüssigen Komponenten, chemischer Reifung diverser Aromen, und sensorischer Optimierung.
Fazit: Schokolade ist angewandte Wissenschaft
Schokolade vereint Erkenntnisse aus Chemie und Physik, den Materialwissenschaften, Sensorik und Handwerk. Und sie führt vor Augen, wie kleine Details und wenige Grad Celsius unser Erleben und Empfinden beeinflussen.
Vielleicht schmeckt das nächste Stück Schokolade nun ein wenig anders, wenn du weisst, dass darin sechs mögliche Kristallstrukturen stecken, von denen eine dominiert und nun auf deiner Zunge schmilzt….
Für den geneigten Leser hier ein weiterführender Link zum Laboratory for Chocolate Science (englisch), wo du mehr über die Chemie der Schokolade erfahren kannst.
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