Kaffee und Koffein

Der Kaffeebaum

Die Gattung Coffea, die zu der Familie der Rubiaceae (Rötegewächse) gehört, umfasst ca. 70 Arten, die überall in den Tropen wachsen. Die Heimat der meisten Arten ist Afrika, einige stammen aber auch aus Asien. Drei Arten werden hauptsächlich in Kaffeeplantagen angebaut: Coffea arabica (Bergkaffee), Coffea canephora (Robusta-Kaffee) und Coffea liberica (Liberiakaffee). Die ersten beiden Arten teilen sich 99% des Weltmarktes, wobei Coffea arabica derzeit ca. 75% ausmacht, Tendenz steigend. Die Heimat des Coffea arabica ist Äthiopien, wo er auch heute noch wild vorkommt.

Die Kaffeepflanze ist ein kleiner Baum, der im Falle des Coffea arabica und des Coffea canephora fünf bis sechs und im Falle des Coffea liberica zehn bis fünfzehn Meter groß wird; in Kultur werden die Pflanzen allerdings als Strauch gehalten. Die länglich ovalen, ca. fünf bis zwanzig Zentimeter langen, immergrünen Blätter sind kreuzgegenständig angeordnet, von ledriger Konsistenz und von leuchtend grüner Farbe. Aus den Blattachseln wachsen Büschel von kleinen weißen Blüten hervor, bei Coffea arabica mit vier bis sechzehn, bei Coffea canephora mit bis zu sechzig Blüten. Diese Blüten blühen meistens gleichzeitig für nur wenige Stunden auf und verbreiten einen jasminartigen Duft. Sie besitzen fünf Kelchblätter, fünf Staubblätter und einen kugeligen Fruchtknoten mit zwei Samenanlagen, aus dem sich in sechs bis sieben Monaten die Frucht des Kaffeebaumes entwickelt: die Kaffeekirsche .

Diese Steinfrucht ist im unreifen Zustand grün und verfärbt sich zur Reife hin zinnoberrot und im überreifen Zustand braun. Im Inneren der Kaffeekirsche befinden sich zwei Steinkerne mit einer harten Hornschale unter dem der Samen (die Kaffeebohne mit der charakteristischen Längsfurche) liegt, der seinerseits noch mal von einer Samenschale umgeben ist. Manchmal enthält eine Kaffeekirsche auch nur einen Steinkern, der dann nicht halbrund abgeflacht, sondern rundlich ist. Man spricht in diesem Falle vom Perlkaffee.

Kaffeebäume bzw. -sträucher blühen vom dritten Jahr an und bringen ca. 30 Jahre lang lohnende Erträge. Der Baum selbst wird bis zu sechzig Jahre alt. Kaffee wächst in den Tropen bis 24° nördlich und südlich vom Äquator. Coffea arabica, der ursprünglich aus Äthiopien stammt, wächst in Höhen von 600 bis 1200 Meter und benötigt Niederschlagsmengen zwischen 500 bis 1500 mm. Die durchschnittliche Jahrestemperatur sollte im Anbaugebiet 17 bis 22° C betragen. Der Kaffee verträgt keinen Frost und diese Bedingung grenzt das Anbaugebiet ein. Coffea canephora ist in Westafrika beheimatet und wächst auf 300 bis 600 Meter Höhe. Er benötigt genau wie Coffea liberica, der aus den tropischen Niederungen Afrikas stammt, ca. 2000 mm Jahresniederschlag.

Kaffeeanbau

Coffea arabica wird hauptsächlich in Süd- und Mittelamerika angebaut und dort vor allem in Brasilien, Jamaika, Costa Rica, Guatemala, El Salvador, Mexiko und Kolumbien. In Afrika gibt es einige Plantagen in Kenia, Äthiopien, Tansania und in Kamerun. Coffea arabica ist weniger robust als Coffea canephora, schmeckt dafür aber besser. Der Anbau erfordert mehr Pflege und der Ertrag ist geringer.

Die Anbaugebiete von Coffea canephora liegen überwiegend in Afrika (und hier hauptsächlich in der Republik Elfenbeinküste, daneben noch in Uganda, Kamerun, Madagaskar, Gabun, in der Zentralafrikanischen Republik, Togo, Angola und Zaire) und in Südostasien (auf den indonesischen Inseln Sumatra, Java, Bali und Celebes). Der Robustakaffee ist wie sein Name bereits sagt recht widerstandsfähig und verlangt weniger Pflege. Sein Geschmack wird von Kaffee-Experten allerdings als rau, hart und kräftig bezeichnet, sodass seine Bohnen in Deutschland nur für Billigkaffee oder als Zumischung zu Arabica verwendet werden.

Die Kaffeepflanzen benötigen Wind- und Sonnenschutzpflanzen (Coffeemamas), da sie es gewohnt sind, als relativ kleine Bäume unter dem schützenden Blätterdach höherer Bäume zu leben. Ab dem sechsten Lebensjahr werden sie abgeerntet und die maximalen Erträge liefern sie mit zehn bis vierzehn Jahren. Nach 20 bis 30 Jahren werden sie durch neue Pflanzen ersetzt. Die voll ausgereiften Kaffeekirschen werden maschinell oder von Hand geerntet. Nach einer maschinellen Ernte müssen die noch grünen Kirschen von Hand aussortiert werden, da sie den Geschmack verderben. Ein Hektar Anbaufläche liefert ca. 500 kg Kaffeekirschen pro Jahr.

Verarbeitung der Kaffeekirschen

Die geernteten Kaffeebohnen müssen sofort zu Rohkaffee weiterverarbeitet werden, weil das Fruchtfleisch sonst gären und den Kaffee dadurch verderben würde. Hierzu gibt es zwei Verfahren: die trockene und die nasse Aufbereitung.
Bei der trockenen Methode werden die Kirschen entweder auf Trockenterrassen ausgebreitet und von der Sonne getrocknet oder in Dörröfen gesteckt und dort entwässert, bis die Bohnen in ihrer Schale rascheln. Mit Schälmaschinen werden die Kirschen dann aufgebrochen und das getrocknete Fruchtfleisch, die Hornschale und die Silberhaut entfernt. man erhält so den grünlichen Rohkaffee.

Beim Rösten verlieren die Bohnen 18 - 22 % ihres Gewichtes und ihr Volumen nimmt um 60 % zu. Die Gerbsäuren werden teilweise zerstört, wodurch der Kaffee aus den dunkler gerösteten Bohnen magenfreundlicher ist und weniger scharf schmeckt als der aus hellen Bohnen. Die in den Rohkaffeebohnen enthaltenen Proteine und Zucker liefern bei der Röstung dunkel gefärbte Produkte der Maillard-Reaktion. Die im gerösteten Kaffee enthaltene Verbindung 2-Mercaptomethylfuran riecht als einzige in starker Verdünnung ähnlich wie Kaffee und wird deswegen zur Herstellung künstlicher Kaffee-Essenzen benutzt. Das Koffein übersteht den Röstvorgang ziemlich unbeschadet.
Die chem. Zusammensätzung des Röstkaffee variiert in Abhängigkeit der Sorte und des Röstgrades. Enthalten sind u.a. ca. 1,5 - 3,5 % Wasser, ca. 9 % Protein, ca. 1 % Oligosacccaride, ca. 30 % Polysaccariede, 11 - 15 % Lipide, 4-5 % Asche, 4 -7 % Chlorogensäure und 1 - 1,5 % Koffeein.

Bei den im Kaffee enthaltenen Säuren handelt es sich größtenteils um Chlorogensäuren. Dies sind Ester aus Kaffeesäure und Chinasäure. Die Hauptverbindung ist 3-Caffeoyl-chinasäure. Sie bildet teilweise einen hydrophoben Molekülkomplex mit dem Koffein im molaren Verhältniss 1:1.

Zubereitung des Getränks
Zur Bereitung des Getränks sollte der Röstkaffee möglichst frisch gemahlen sein, da die Aromastoffe durch den Luftsauerstoff beeinträchtigt werden. Daher sollte der Röstkaffee, insbesondere der gemahlene Röstkaffe möglichst luftdicht verpackt werden. Nach Art der Kaffeebereitung muss der Kaffee grob, fein oder mittelfein gemahlen sein. Ob man den Kaffee mit kochendem Wasser überbrüht oder in einer Kaffeemaschine zubereitet, auch hier werden die Aromastoffe durch das Wasser extrahiert. Bei der Bereitung von Filterkaffee wird durch den Filter zusätzlich das Kaffeepulver vom Getränk getrennt. Das kann in speziellen Pressstempelkannen geschehen oder durch entsprechende Filter realisiert werden. Welche Filter Verwendung finden, ist auch eine Frage des Geschmacks, da beispielsweise durch Papierfilter auch ein Teil der Aromastoffe zurückgehalten werden.