Kakao Ja – Cadmium Nein

Einführung

Die Kakaopflanze (Theobroma cacao L.) ist ein Cadmiumakkumulator und kann Cadmium aus den Böden - insbesondere in den Kakaobohnen - anreichern. Durch regelmäßigen Konsum von Kakaoprodukten können Konsumenten über Jahre beachtliche Mengen Cadmium zu sich nehmen und dadurch aufgrund der chronischen Toxizität des Cadmiums ihre Gesundheit schädigen.

Als vorbeugender Gesundheitsschutz wurden in der EU durch die VO (EG) Nr. 1881/2006 für Kakaoerzeugnisse Höchstgehalte für Cadmium festgelegt, die ab 01.01.2019 Gültigkeit erlangten. Ihre Höhe richtet sich nach der Art des Kakaoerzeugnisses. Beispielsweise darf in Kakaopulver maximal 0,6 Milligramm Cadmium pro Kilo Kakaopulver enthalten sein.

Besonders stark belastet sind Kakaobohnen aus Lateinamerika. Ein erhöhter Cadmiumgehalt ist hier in den meisten Fällen geogen bedingt und geht auf die natürlicherweise cadmiumreichen vulkanischen Böden Südamerikas zurück.

Für die Kleinbauern, die Kakao anbauen, kann die Cadmiumbelastung ihrer Kakaobohnen ein wirtschaftliches Problem sein. Mit belastetem Kakao erzielen sie weniger Einkommen.

Ausgangslage

Acanchia kooperiert in Peru in der Provinz Junin in der VRAEM-Region am Fluß Rio Ene mit Kakaokleinanbauern. Von ca. 40 Kleinbauern wurde der Cadmiumgehalt von Kakaobohnen bestimmt. Die Cadmiumwerte schwankten zwischen 0,15 bis 0,87 mg Cd/kg Kakaobohnen. Ca. 1/3 der Proben hatten einen Gehalt an Cd von unter 0,38 mg Cd/kg Kakaobohnen und sind damit für die Produktion von insbesondere cadmiumarmen Kakaopulver (Cd-Werte kleiner als 0,6 mg Cd/kg) geeignet. Aufgrund der im Untersuchungsgebiet gefundenen Cadmiumwerte lässt sich feststellen, dass die Kakaobohnen zwar mit Cadmium belastet sind und sich zum Großteil nicht für die Produktion von cadmiumarmen Kakaopulver eignen, aber dass die Kakaobohnen hier nicht mit Cadmium schwerbelastet sind. Kakaobohnen mit Cadmiumwerten über 1 mg Cd/kg sind häufig im Norden Perus und in Ecuador zu finden.

Versuch

Um geeignete Maßnahmen zur Cadmiumreduzierung zu überprüfen wurden 8 Kleinbauern ausgewählt, die je ein Versuchsfeld in der Größe von 20 x 20 m anlegten.

Diese Versuchsfelder wurden in 4 Kleinfelder (10 x 10 m) unterteilt. Von diesen Kleinfeldern wurden Muster an fermentierten und ge-trockneten Kakaobohnen am Versuchsanfang nach 6 Monaten und 1 Jahr gewonnen. Die Mustergröße betrug jeweils 500 g Kakaobohnen. Auf diesen Kleinfeldern wurden verschiedene mögliche Maßnahmen ausgetestet, die potentiell in der Lage sind den Cadmiumgehalt in den Kakaobohnen zu senken. Zu diesen Maßnahmen gehört die Entfernung der von den Kakaobäumen abgefallenen Kakaoblätter vom Boden und deren Entsorgung in einem separaten Depot. Hintergrund dieser Maßnahme ist das Cadmium auch in den Kakaoblättern angereichert wird. Durch die Entfernung dieser Kakaoblätter soll Cadmium aus dem Kreislauf entzogen werden. In dieselbe Richtung zielt das Verfahren der Phytosanierung bzw. Phytomediation. Hierbei werden die mit Cadmium belasteten Böden mit Hilfe von Pflanzen, die das Cadmium akkumulieren und somit dem Boden entziehen, saniert. Als Modellpflanze für die Phytosanierung wurde Spinat ausgewählt. Als dritte Methode wurde die Kalkung des Bodens um die Kakaobäume angewendet. Durch die Kalkung wird der Säuregrad im Boden erhöht. Die Cadmium-aufnahme durch Pflanzen ist abhängig vom pH-Wert des Bodens. In der Regel gilt je höher der pH-Wert der Böden desto geringer die Cadmiumaufnahme durch die Pflanzen.

Kalkung eines Kleinversuchsfeldes zur Verminderung von Cadmium in Kakaobohnen

Aufgrund dieser Überlegungen wurden die Kleinversuchsfelder wie folgt eingeteilt:

• Blindversuch (Kakaoblätter liegen lassen)
• Blätter entfernen + Phytomediation (Spinat)
• Kakaoblätter liegen lassen + Kalkung
• Blätter entfernen + Kalkung + Phytomediation (Spinat)

Zudem wurden den Versuchsfeldern Bodenproben aus unterschiedlichen Tiefen (0 – 50 cm) entnommen. In diesen Bodenproben wurde der Säuregrad und der Cd-Gehalt bestimmt.

Ergebnis der Versuche zur Cadmiumverminderung in Kakaobohnen

Durch Kalkung wird der Säurewert der Böden um die Kakaobäume erhöht. Die Annahme, dass durch die pH-Wert Erhöhung die Cadmium-aufnahme in den Kakaobohnen sinkt, konnte in Kalkungsversuchen des Bodens bestätigt werden. Innerhalb von 6 – 12 Monaten konnte der Cadmiumwert in den Kakaobohnen deutlich um durchschnittlich 0,2 mg Cadmium/kg Kakaobohnen gesenkt werden.

Hierdurch sind nunmehr ca. 47% der Kakao-bohnen für die Produktion von cadmiumarmen Kakaopulver tauglich.

Bei den Versuchen zur Cadmiumreduzierung durch die Entfernung der Kakaoblätter zeichnete sich nach 1 Jahr ein leichter Trend zur Cadmiumreduktion ab, der aber nicht signifikant ist. Diese Methode muss weiter untersucht werden. Wenn dann führt die Entfernung der Kakaoblätter langfristig um eine Dauer von mehr als einem Jahr zur Cadmium-reduktion in den Kakaobohnen.

Der Versuch zur Phytomediation mit Hilfe von Spinatpflanzen war ein Fehlschlag. Die Spinat-pflanzen waren unter den tropischen Be-dingungen nicht überlebensfähig. Sie keimten, aber wurden dann durch Pilze und andere Mikroorganismen zerstört. Versuche zur Phyto-mediation müssen mit anderen potentiellen pflanzlichen Akkumulatoren durchgeführt werden.

Die Untersuchung zum Cadmiumgehalt der Bodenproben ergab keine brauchbare Korrelation zwischen dem Cadmiumgehalt im Boden und dem Cadmiumgehalt in den Kakaobohnen. Dies wird daran liegen, dass die Cadmiumaufnahme durch die Pflanze von vielen Faktoren abhängig ist. Die Faktoren sind z.B. der Cadmiumgehalt im Boden, Gehalt an freiverfügbarem und gebundenen Cadmium, Gehalt an Antagonisten des Cadmiums wie z.B. Zink und der Säuregehalt.

Pilotversuch

Mit dem verbesserten Anbau zur Cadmiumreduzierung und zusammen mit einer intensiven Cadmiumkartierung der Kakaokleinanbauern ist es möglich das Sourcing insbesondere von Kakaobohnen mit einem geringen Cadmiumgehalt und in ausreichender Menge für die Kakaopulverproduktion zu verbessern. Mit der entwickelten und etablierten Methodik kann im Großmaßstab cadmiumarmes Kakaopulver hergestellt werden.

Zusammenfassung

Durch Kalkung der Böden um die Kakaobäume lässt sich der Cadmiumgehalt der Kakaobohnen innerhalb von 1 Jahr um ca. 0,2 mg Cd/kg Kakaobohnen absenken. Damit ist es möglich, dass ein deutlich größerer Teil des angebauten Kakaos für die Produktion von cadmiumarmen Kakaopulver verwendet werden kann. Die Steigerung der verwendbaren Kakaobohnen um ca. 50%. Wesentlich ist die engmaschige Überprüfung der Cadmiumwerte der einzelnen Anbauer um die geeigneten Kakaobohnen auszusortieren.

Danksagung: Wir danken der DEG für die finanzielle Unterstützung, unserem Ko-operationspartner in Peru für die Betreuung vor Ort und den Kleinbauern für die disziplinierte Durchführung der Anbauversuche und die gewissenhafte Anwendung der verbesserten Anbaumethodik.