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Von Melanie Jahreis und Sara Marquart
Jeder kennt es, jeder liebt es, jeder will es –  diesen verführerischen Moment am Morgen, wenn das braune Kultgetränk unsere müden Nerven erweckt. Aber kaum einer kennt die Geheimnisse, die hinter unserem liebsten Getränk, dem Kaffee verborgen sind.
Wir gehen der Sache im Deutschen Museum auf dem Grund und schauen uns die Bohne genauer an, und zwar mit unserem hauseigenen Rasterelektronenmikroskop. Mit diesem hochtechnisierten Gerät können die Oberflächen von verschiedenen Proben mithilfe von Elektronenstrahlen untersucht werden. Das hört sich zunächst einfach an, allerding steckt ein großer Aufwand dahinter. Denn die Proben müssen zuerst, sofern sie nicht selbst schon elektrisch leitfähig sind, durch eine feine Beschichtung aus Kohle oder Gold und Palladium leitfähig gemacht werden. Danach fährt der Elektronenstrahl über die Oberfläche der Probe und rastert sie Punkt für Punkt ab. Der Strahl wird von einer Elektronenquelle erzeugt, durch eine ringförmige Anode beschleunigt und durch magnetische Linsen gebündelt. Ablenkspulen leiten ihn um und ermöglichen so das Rastern der Oberfläche der Probe. Dabei registrieren Detektoren die Wechselwirkung der Elektronen mit den Atomen an der Oberfläche. Sie sammeln die von der Probe zurückgestreuten Elektronen und die aus der Probe ausgelösten Elektronen auf und messen die Signalstärken. Am Computer kann dann aus diesen Messungen ein tiefenscharfes Bild der Probe gezaubert werden. Unser Rasterelektronenmikroskop der Marke Zeiss macht Strukturen ab einem Durchmesser von 2 Nanometern sichtbar. Und es kann Strukturen um den unglaublichen Faktor von bis zu einer Million vergrößern.
Nun aber genug der Technik und zurück zu unserem ersten Objekt der Begierde, der grünen Kaffeebohne. Hellgrün, steinhart und nahezu geruchslos, ist sie die Basis unseres Kaffees. Sie ist sehr reich an vielen verschiedenen Polyphenolen, einer Gruppe natürlicher Antioxidantien, die viele positive Effekte auf unseren Organismus haben. Erst nach vielen Verarbeitungsschritten ist sie breit für die Königsdisziplin: das Rösten.
Beim Rösten wirkt eine große Hitze von 200 bis 300 °C auf die Kaffeebohne ein. Dadurch laufen eine Reihe von Reaktionen im Inneren der Bohne ab, die zu den gewünschten Aromen des Kaffees führen. Während der Röstung entstehen unterschiedliche Gase innerhalb der Zellen, die diese ausdehnen und zum Ende der Röstung sogar zum Platzen bringen. Das Geräusch der platzenden Zellen kann man hören: es ähnelt dem Knacken eines platzenden Popcorns – Röstmeister nennen es den 1st crack. Bei der Röstung verändert sich aber nicht nur das Aroma und der Geschmack, sondern auch die Farbe der Kaffeebohne. Ist sie zu Beginn des Röstens zunächst gelb, erhält sie im weiteren Verlauf ihre braune, glänzende Farbe. Dass dahinter eine Vielzahl komplizierter chemischer Reaktionen stehen, die sogenannte Maillard Reaktion, weiß man erst seit knapp 100 Jahren. Benannt nach dem Entdecker, dem französischen Chemiker Louis Camille Maillard, werden die bisher ungelösten Rätsel dieser Bräunungsreaktion noch heute erforscht.
REM-Aufnahme von einer gerösteten Kaffeebohne (Auflösung links: 1 mm, rechts: 10 µm).
Entgegen allem wissenschaftlichem Eifer, wussten schon die Beduinen: Würde man eine Kaffeebohne einfach nur mit heißem Wasser aufgießen, bekäme man lediglich eine dünne Brühe. Daher werden die gerösteten Bohnen erst nachdem sie ein paar Tage entgasen, gemahlen und anschließend aufgebrüht. Wer kennt es nicht, das herrliche Aroma beim Öffnen einer neuen Kaffeepackung oder den Geruch frisch gemahlener Kaffeebohnen? Der Duft der unsere Sinne so betört, besteht aus einer Vielzahl von Aromastoffen. Je nach Rohkaffee und Röstung verströmt der Kaffee fruchtig-beerige, nussig-schokoladige oder rauchige Noten. Da die Geruchsstoffe allesamt leicht flüchtig sind, ist es leider bald vorbei mit dem Sinnesrausch und der Kaffee verliert nach und nach an Aroma. Daher ist es am besten den Kaffee frisch zu mahlen oder aber die Kaffeevorräte zügig zu genießen.
Was aber, wenn man gerade keinen frisch gemahlenen Kaffee zur Hand hat? Auch dafür gibt es eine Lösung: ideenreiche Forscher tüftelten so lange, bis sie im 19. Jahrhundert eine bahnbrechende Erfindung machten: den löslichen Kaffee. Dieser ist haltbar, sofort verfügbar und vor allem sehr geschmackvoll. Die Methode wurde stets verfeinert bis es heute verschiedene Verfahren gibt, um den löslichen Kaffee herzustellen. Zuerst wird der Kaffee aufgebrüht und die Aromastoffe in einem mehrstufigen Verfahren abgetrennt. Die so erhaltene dünne Brühe, nun fast gänzlich ohne Geruch, wird danach mittels Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung zu einem fein porösen Pulver schonend getrocknet und zu kleinen Kügelchen geformt. Zum Schluss werden die äußerst fragilen Aromastoffe wieder hinzugefügt. Erst jetzt erhält der Kaffee wieder seinen Geschmack zurück. Es steckt also eine Menge Mühe und Know-how im oftmals belächelten löslichen Kaffee.
Weitere Geheimnisse über den Kaffee lüften wir ab Frühjahr 2019 in unserer neuen Sonderausstellung „Kosmos Kaffee“. Bilder: © Klaus Macknapp/Dominik Greenwood
Melanie Jahreis (oben) und Sara Marquart (unten)
sind wissenschaftliche Mitarbeiterinnen der neuen Sonderausstellung Kosmos Kaffee. Melanie Jahreis beschäftigt sich als Biologin mit den ökologischen und biologischen Aspekten rund um den Kaffee. Die Lebensmittelchemikerin Sara Marquart widmet sich mit ihrer Expertise der Chemie und Technik dieses Getränkes.

Ihr Tipp für einen Besuch im Deutschen Museum:
Wir empfehlen vor dem Museumsbesuch am besten einen starken Kaffee zu trinken, denn es gibt hier so viel zu entdecken, dass man am liebsten bis spät in die Nacht im Deutschen Museum bleiben möchte. Für alle Besucherinnen und Besucher die zwischen den Ausstellungen einen Koffein-Kick suchen, bietet das Café Exponat auf dem Innenhof des Deutschen Museum vorzüglichen Kaffee. Und wer dann immer noch nicht genug von diesem köstlichen Getränk hat, der sollte unbedingt ab Frühjahr 2019 unsere neue Sonderausstellung „Kosmos Kaffee“ besuchen.

Autor/in

Gastblogger

Immer wieder schreiben Gäste im Blog - Informationen zu diesen Autorinnen und Autoren finden sich im jeweiligen Beitrag. Als Gastblogger schrieben in letzter Zeit: <link 12873 - internal-link-new-window "Opens internal link in new window">Jutta Schlögl</link> war als Physik-Ingenieurin im Bereich Technische Entwicklung tätig und ist seit 2007 wissenschaftliche Mitarbeiterin des Deutschen Museums. Sie leitet das Projekt Experimentier-Werkstatt.Dorothea Föcking ist Hamburger Abiturientin und macht ein zweimonatiges Praktikum im Vorbereitungsteam der Sonderausstellung "Anthropozän". Ihr Tipp für einen Besuch im Deutschen Museum: Bei einem Museumsbesuch sollte man unbedingt Halt in der <link 81 - more>Pharmazie-Ausstellung</link> machen, um in das Innere der riesigen, gemütlichen Zellnachbildung zu schauen.