Sie wurden zu Ihrer lokalen Version der angefragten Seite umgeleitet
2021/09/20/coffee-chemistry/_2

Der Internationale Tag des Kaffees ist der 1. Oktober. Nicht dass viele von uns einen Tag bräuchten, um das Getränk zu feiern, das wir das ganze Jahr über genießen. Was macht eine hochwertige Tasse Kaffee aus? Hier spielen mehrere Faktoren eine Rolle, angefangen bei der Herkunft der Bohnen und dem Klima, in dem sie wachsen, bis hin zur Art und Weise, wie die Bohnen verarbeitet, geröstet und verpackt werden, und schließlich wie die gerösteten Bohnen gemahlen und aufgebrüht werden. In diesem Blogbeitrag werde ich etwas über die Geschichte des Kaffees erzählen, wie er verarbeitet wird und wie man die Qualitätsparameter genau bestimmt, um die geschmackvollste Tasse zu brühen.

Die Ursprünge unseres Lieblingsgetränks

Das Wort „Kaffee“ wurde 1582 eingeführt und leitet sich vom niederländischen „koffie“ ab. Dies lässt sich noch weiter auf das arabische Wort für Kaffee „qahwah“ zurückführen, das vermutlich von „quwwa“ (definiert als Kraft oder Energie) oder sogar von Kaffa (auch als Kefa geschrieben) stammt, einem mittelalterlichen äthiopischen Königreich das Kaffeepflanzen nach Arabien exportierte. Es wird angenommen, dass Kaffee erstmals von einem Ziegenhirten in Äthiopien entdeckt wurde, der feststellte, dass die Energie seiner Ziegen nach dem Verzehr der Kaffeefrucht (bekannt als „Kirschen“) zunahm. Von Äthiopien aus verbreitete sich der Kaffeekonsum im 15. und 16. Jahrhundert auf der Arabischen Halbinsel und im Nahen Osten.

2021/09/20/coffee-chemistry/_3
Reifungsstadien von Kaffeekirschen

Kaffee ist heute neben Wasser das am meisten konsumierte Getränk der Welt. Von den stärksten Espressi bis hin zu transparentem Filterkaffee - die Welt ist wirklich süchtig danach. Dieses Getränk ist in allen Kulturen so tief verwurzelt, dass die ersten Plätze bei den jährlichen  Barista-Weltmeisterschaften (2019) von Teilnehmern aus Südkorea, Griechenland und Kanada belegt wurden!   

Guter Kaffee: nicht so einfach, wie Sie vielleicht denken

Kaffee gibt es in vielen Formen, und Nischenröstereien versuchen täglich, neue Geschmacksrichtungen zu entdecken. Da der Markt für Gourmetkaffee weiter wächst, ist auch Spezialitätenkaffee sehr gefragt. Laut Global Brands Magazine lag der Preis für schwarzen Elfenbeinkaffee im Jahr 2020 bei 500 Dollar pro Pfund (1.100 Dollar pro kg).

Warum so teuer - ist der Geschmack so gut? Für die Herstellung von schwarzem Elfenbeinkaffee werden die Kaffeekirschen an Elefanten verfüttert und von ihnen verdaut. Die daraus gewonnenen Kaffeebohnen werden anschließend gereinigt, getrocknet und geröstet. Schwarzer Elfenbeinkaffee wird auf ähnliche Weise hergestellt wie Kopi Luwak (oder Zibetkaffee), eine andere teure Kaffeesorte, die durch die Fermentation von Kaffeekirschen im Darm von Zibetkatzen entsteht.

2021/09/20/coffee-chemistry/_4
Zibetkatzen können Kaffeebohnen verdauen, als Grundlage für ein einzigartiges kostspieliges Kaffeeerlebnis

Neben diesen hochpreisigen Kleinserien werden auch andere Kaffeebohnensorten in großen Mengen für den Massenkonsum geröstet (ArabicaRobusta und Liberica). Arabica-Bohnen machen 60 % des Weltmarktes aus, wobei allein aus Brasilien 2,5 Millionen Tonnen pro Jahr exportiert werden. Robusta-Bohnen machen etwas weniger als 40 % des Marktes aus und werden hauptsächlich in Vietnam produziert. Robusta-Bohnen haben einen bittereren Geschmack, enthalten mehr Koffein und werden häufiger zur Herstellung von Instantkaffee verwendet. Liberica-Bohnen haben einen hohen Zucker-, aber im Vergleich zu den beiden anderen Hauptarten einen niedrigen Koffeingehalt. Aufgrund der sehr geringen Erträge (zwei- bis viermal niedriger als bei den anderen Sorten) und der größeren Pflanzengröße ist es schwieriger, diese Sorte in großen Mengen zu produzieren, weshalb sie nur etwa 2 % des weltweiten Kaffeemarktes ausmacht. Aus diesen Hauptkaffeesorten sind mehrere Sorten mit einer großen Bandbreite an unterschiedlichen Geschmacksmerkmalen und Koffeingehalten hervorgegangen.

Normalerweise wird Kaffee in (sub)tropischen Gebieten angebaut, aber das ideale Klima ist je nach Art unterschiedlich. Einige bevorzugen höhere Lagen und eignen sich besser für Bergregionen. Andere brauchen heiße und trockene Bedingungen, um die beste Qualität zu erzielen. Inzwischen gibt es über 70 Länder, die Kaffee anbauen. Das ist gut so, denn der weltweite Kaffeekonsum im Jahr 2020/2021 wird  auf 167,23 Millionen 60-kg-Säcke geschätzt, das sind mehr als 10 Millionen Tonnen Kaffee!

Karte mit den verschiedenen Kaffeeanbauländern der Welt.

Veränderungen im Kaffeekonsum

Die Einführung von Kapselkaffeemaschinen (z. B. Keurig, Nespresso) in den letzten zehn Jahren hat dazu geführt, dass Kaffee nicht mehr nur in Cafés, Restaurants oder unterwegs getrunken wird, sondern in viel höherem Maße zu Hause. Mit dieser bedeutenden Verlagerung auf Kapselkaffee ist es nicht mehr möglich, Mahlgrad, Wassertemperatur oder Extraktionszeit anzupassen, wie es die besten Baristas tun, um Veränderungen in Geschmack und Stärke auszugleichen. Tatsächlich ist die Bequemlichkeit, einen einzigen Knopf zu drücken und innerhalb von Sekunden heißen, frischen Kaffee zu erhalten, genau der Grund, warum Kapselkaffee so beliebt ist. Dies setzt die Kaffeeröster unter neuen Druck, den für ihre Marke und ihre Sorten erwarteten Geschmack und Koffeingehalt beizubehalten.

2021/09/20/coffee-chemistry/_7
Fortschritt des Kaffeebohnenröstprozesses

Auch wenn viele Menschen glauben, dass der größte Beitrag zu einer guten Tasse Kaffee im Brühverfahren liegt, tragen andere Qualitätsparameter wie Säuregehalt, Rösttemperatur und Wasserqualität sogar noch mehr dazu bei. Zwei der wichtigsten Faktoren für eine optimale Tasse Kaffee, der Säuregehalt (Geschmack) und der Koffeingehalt, werden hauptsächlich von der Bohnensorte, der Herkunftsregion und der Rösttemperatur beeinflusst.

Eine Wissenschaft für sich – Die perfekte Tasse Kaffee

Nicht alle Kaffeebohnen sind gleich. Dank der Wissenschaft lassen sich die wichtigsten Qualitätsparameter definieren, die den Geschmack und die Koffeinstärke, unserer Lieblingskaffeemarke beeinflussen. Kaffee ist im Allgemeinen sauer und hat einen pH-Wert von etwa fünf. Stark säurehaltiger Kaffee hat einen sauren, herben Geschmack. Während es auf der Verbraucherseite Möglichkeiten gibt, dem entgegenzuwirken, ist es für die Hersteller noch wichtiger, dies zu erkennen. Ein einfaches Erkennungsmerkmal ist der titrierbare Säuregehalt des Kaffees, der in direktem Zusammenhang mit dem Geschmack steht, den Sie mit Ihrem Lieblingsgetränk assoziieren.

 

 

2021/09/20/coffee-chemistry/_9
Beispiel einer Titrationskurve für die Koffeinanalyse mit OMNIS.

Genauso wichtig ist der "Kick", den Sie von Ihrem bevorzugten Koffeinkonsum bekommen können. Ob Sie nun eine oder vier Tassen pro Tag trinken, die empfohlene tägliche Höchstmenge für Erwachsene liegt bei 400 mg Koffein. Natürlich ist entkoffeinierter Kaffee auch eine Option für diejenigen, die empfindlich auf die Wirkung von Koffein reagieren oder nach Möglichkeiten suchen, ihren Koffeinkonsum zu reduzieren (aber nicht auf Kaffee verzichten können).

Traditionell wurde Koffein durch Titration, Flüssigchromatographie (LC) oder Spektralphotometrie nach einer langen Probenaufbereitung analysiert. Jetzt kann die Analyse der wichtigsten Qualitätsparameter von Kaffee, wie z. B. des Koffeingehalts, einfach und effektiv mit einem einzigen Titrationssystem durchgeführt werden.

Der pH-Wert und der Säuregehalt von Kaffeeproben werden mit einer robusten pH-Elektrode während der Titration gegen standardisiertes Natriumhydroxid analysiert. Koffein wird durch eine Redox-Rücktitration bestimmt, nach Abreaktion eines bekannten Überschusses an Iod, das der Probe zugesetzt wurde. Nach Ablauf der Reaktionszeit wird die Probe filtriert und mit Natriumthiosulfat titriert.

Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) kann auch zur Messung verschiedener Qualitätsparameter in rohen (grünen) Kaffeebohnen sowie im gerösteten Endprodukt verwendet werden. Die NIRS ist schnell und einfach in der Anwendung und erfordert keine chemischen Reagenzien, muss jedoch mit einer primären Methode (z. B. Titration) verwendet werden. Die NIR-Spektroskopie kann die Dichte, den Feuchtigkeitsgehalt, die Wasseraktivität und den Koffeingehalt von Kaffee bestimmen.

Korrelationsdiagramm und die jeweiligen Gütezahlen für die Vorhersage von Koffein in gerösteten, gemahlenen Kaffeeproben mittels Nahinfrarotspektroskopie. Die Laborwerte wurden in Anlehnung an die Richtlinien der ISO 20481 ermittelt.

OMNIS NIRS Automation, OMNIS NIR Analyzer, OMNIS NIR Analyzer Liquid, OMNIS Platform Titration, OMNIS Titration

Metrohm hat die Lösung für Ihre Analyseanforderungen

OMNIS bietet die Komplettlösung für Labore - Nasschemie, Spektroskopie, Automatisierung und mehr - alles gesteuert durch eine einzige Software. Die Kombination von Titrations- und NIRS-Geräten mit einem Probenroboter, die alle von der OMNIS-Software gesteuert werden, sorgt beispielsweise für schnelle, zuverlässige und rückverfolgbare Ergebnisse, selbst wenn Ihr Probendurchsatz steigt.

Erfahren Sie hier mehr über die modulare OMNIS-Plattform.

OMNIS - Eine universelle Plattform zur Integration Ihrer Laboranalytik

Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen einen inspirierenden Einblick in den langen Weg des Kaffees vom Anbau bis in Ihre Tasse gegeben hat. Und Sie haben etwas über die Chemie des Kaffeegeschmacks erfahren! Genießen Sie den Internationalen Tag des Kaffees, egal ob Sie ihn am 1. Oktober oder an jedem anderen Tag des Jahres feiern.

Autoren

Isaac Rogers

Produktmanager Titration
Metrohm Australien & Neuseeland

Kontakt

Kontakt
Lanciki

Dr. Alyson Lanciki

Wissenschaftliche Redakteurin
Metrohm Internationaler Hauptsitz

Kontakt