04.02.2022 - University of Illinois at Urbana-Champaign

Der Weg des Cadmiums in die Schokolade

Eingefleischte Schokoholiker seien gewarnt. Das gesundheitsschädliche Schwermetall Cadmium lauert in den samtigen Vertiefungen Ihres Lieblingsgenusses.

Forscher sind seit Jahren auf der Suche nach der Quelle der Cadmiumbelastung von Kakao, doch eine Reihe unterschiedlicher Probenahmeverfahren und -orte führte zu unterschiedlichen Ergebnissen. In einer neuen Analyse untersuchen Wissenschaftler der University of Illinois die Bodenfaktoren, die den Weg des Cadmiums in die Kakaobohnen beeinflussen, mit dem Ziel, den Landwirten praktikable und kosteneffiziente Möglichkeiten zu empfehlen, die Aufnahme zu minimieren.

"Anstatt zu versuchen, aus einzelnen Studien, die hier oder dort durchgeführt wurden, allgemeingültige Faktoren für die Kadmiumaufnahme zu ermitteln, haben wir uns gesagt: 'Lasst uns das im gesamten Kakaogürtel betrachten'", sagt Jordon Wade, der das Projekt als Postdoktorand an der U of I koordinierte. Wade ist jetzt Assistenzprofessor an der University of Missouri.

Wade arbeitete mit Studenten des College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) in Illinois sowie mit dem Assistenzprofessor für Pflanzenwissenschaften Andrew Margenot zusammen. Gemeinsam analysierten sie Tausende von Daten, die in Dutzenden von veröffentlichten Studien über Kakaoanbausysteme auf der ganzen Welt veröffentlicht wurden. Ihre Zusammenfassung erscheint in PLOS ONE.

"Wir fanden heraus, dass die Gesamtmenge des Cadmiums im Boden und der pH-Wert die Menge des Cadmiums erklären, die in die Bohne gelangt", sagt Margenot. "Es scheint ein wenig zu einfach zu sein, aber es stimmt mit der Theorie der Bodenchemie überein. Bei saureren pH-Werten ist das Cadmium besser löslich und für die Pflanze besser verfügbar. Das war die wichtigste Erkenntnis."

Saure pH-Werte trugen auch zur Bioakkumulation von Cadmium in Blättern und Bohnen bei, so Wade.

Das Verständnis der Wege, auf denen Cadmium in die Bohne gelangt, ist der erste Schritt zur Verringerung der Cadmiumaufnahme, sagen die Forscher. Und es gibt mehr Gründe denn je, die Cadmiumwerte niedrig zu halten.

Die jüngsten EU-Vorschriften begrenzen den Cadmiumgehalt auf 0,1 bis 0,8 Milligramm pro Kilogramm, je nach Kakaoprodukt. Laut Margenot zwingt die Norm viele Unternehmen dazu, Importe aus Kakaoanbaugebieten im globalen Süden zu begrenzen, wo die Böden von Natur aus einen hohen Gehalt an dem Schwermetall aufweisen.

Während Cadmium in Kakaoprodukten ein berechtigtes Gesundheitsrisiko darstellt - Schokolade ist eine der Hauptquellen für Cadmium in der Nahrung von Nichtrauchern - ist die Verordnung eine schlechte Nachricht für 8 Millionen Kleinbauern, für die Kakao eine wichtige Einnahmequelle ist.

"Diese Bauern verdienen vielleicht 1.000 Dollar im Jahr, wenn sie Glück haben. Eine Schwermetallsanierung ist für sie unerschwinglich", sagt Margenot. "Nachdem wir herausgefunden haben, dass der pH-Wert des Bodens und der Gesamtcadmiumgehalt die wichtigsten Faktoren sind, die den Cadmiumgehalt der Bohne bestimmen, haben wir Hinweise darauf gefunden, dass Kalk eine Abhilfemaßnahme sein kann.

Die Kalkung von Böden senkt den Säuregehalt, so dass Cadmium weniger löslich ist und weniger wahrscheinlich von den Pflanzen aufgenommen werden kann. Margenot räumt jedoch ein, dass die Kalkung für die Landwirte im Amazonasgebiet nicht unbedingt einfach oder erschwinglich - oder gar zugänglich - ist. Das Produkt ist wahrscheinlich nicht im Laden an der Ecke erhältlich, und obwohl Kalk in den USA relativ preiswert ist, ist er in Gegenden mit hoher Armut nicht billig.

Trotz dieser Herausforderungen sagt Margenot, dass Kalk im Allgemeinen den Ertrag von Kakao erhöht. Da die Kalkung einen doppelten Nutzen haben könnte, könnte sie den Aufwand und die Kosten wert sein.

"Wenn man die Menschen bittet, in teure Betriebsmittel zu investieren - vorausgesetzt, sie können sie auftreiben -, ist es gut, wenn diese mehrere Vorteile bieten", sagt er.

In ihrer Übersichtsarbeit wiesen Wade und Margenot auf Studien hin, die über Unterschiede zwischen den Kakaosorten hinsichtlich der Cadmiumaufnahme berichten. Könnte die Pflanzenzucht die Antwort sein?

"Es ist wirklich schwierig, die Bodenchemie zu bekämpfen, daher könnte die Züchtung von Kakaosorten oder Wurzelstöcken, die weniger anfällig für die Aufnahme von Cadmium sind, ein Ausweg aus dieser Situation sein. Das Problem ist, dass der meiste Edelkakao auf der Welt von Kleinbauern angebaut wird, hauptsächlich in Südamerika, auf vielleicht 1 oder 2 Hektar", sagt Margenot. "Sie können es sich nicht wirklich leisten, in neues Genmaterial zu investieren.

Auch wenn die Studie kein Patentrezept für verarmte Landwirte bietet, so liefert sie doch einen Anhaltspunkt für die künftige Forschung.

"Durch die kritische Auswertung der verfügbaren Daten und Methoden wissen wir jetzt, dass Gesamtcadmium und pH-Wert Schlüsselfaktoren sind. Wir haben auch festgestellt, dass Dinge wie die Tiefe der Probenahme eine Rolle spielen. Diese Faktoren sind derzeit in den Studien nicht standardisiert. Das ist ein ziemliches Durcheinander", sagt Margenot. "Als Gemeinschaft von Forschern könnten wir vieles besser machen. Aber jetzt kennen wir einen Weg nach vorn.

Wade fügt hinzu: Es gibt viele Strategien, die wir ausprobieren können, z. B. die Anpassung der Unterlagen an die Bodenbedingungen. Unsere Ergebnisse helfen uns, unsere Energie und Ressourcen besser einzusetzen.

Übrigens haben beide Forscher nicht vor, trotz der Cadmiumgefahren auf den Genuss von Schokolade zu verzichten.

"Ich habe ohne zu zögern Kakaobohnen von Farmen in Ecuador gegessen. Es braucht eine Menge Schokolade, um für Erwachsene gefährliche Werte zu erreichen", sagt Margenot. "Ich denke, man kann mit Fug und Recht behaupten, dass die Menschen nicht aufhören sollten, Schokolade zu essen".

Wade fügt hinzu: "Besonders hier in den USA, wo so viele Menschen Milchschokolade essen. Sie hat einen viel geringeren Kakaoanteil und damit auch einen viel geringeren Cadmiumgehalt. Die Schokoladenhersteller mischen die Kakaoquellen und unternehmen andere Anstrengungen, um den Cadmiumgehalt ihrer Produkte zu verringern. Aber für mich persönlich ist dunkle Schokolade immer noch ein Genuss.

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