Schwarzer Kaffee und seine süßen Nuancen. Über die trügerische Wahrnehmung von Kaffeearomen

Weniger stark, mehr süß: Wie der Kaffeegeschmack den Kaffeetrinker täuscht. Mit wissenschaftlichen Methoden dem Kaffeearoma auf der Spur.

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Kurz vorab:

Die Untersuchung der verschiedenen Fraktionen bei der Kaffeezubereitung eröffnet faszinierende neue Geschmacksprofile. Die Kombination von bitteren Fraktionen und süßeren Spätkaffees könnte zu einem individuell angepassten Kaffeegenuss führen. Wie genau könnte diese Erkenntnis den Kaffeegenuss verändern?

Wenn wir jemanden bitten, den Geschmack von schwarzem Kaffee zu beschreiben, werden wir wahrscheinlich das Wort „bitter“ hören. Aber Kaffee mit all seinen Aromen und Nuancen zu erfassen, ist ein weitaus komplexeres Unterfangen.

Ein überraschendes Experiment

Die Doktorandin Mackenzie Batali und die Professoren Carlito Lebrilla, Jean-Xavier Guinard und William D. Ristenpart haben der Welt die überraschenden Ergebnisse von Fraktionierungsexperimenten vorgestellt, die an der University of California, Davis, durchgeführt wurden, um die natürliche Süße von schwarzem Kaffee zu untersuchen, wenn er mit Wasser aufgegossen wird. Diese Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit SCA und der Breville Corporation durchgeführt.

Wie schmeckt der Kaffee?

Mit Kaffee verbindet man gemeinhin Bitterkeit. Für die Liebhaber von Kaffeespezialitäten stehen jedoch andere Eigenschaften im Vordergrund. Das Wort, das man von Kaffeeexperten am häufigsten hört und das oft in einem ehrfürchtigen Tonfall ausgesprochen wird, lautet jedoch Süße

Kann Kaffee süß sein?

Der Normalverbraucher assoziiert Süße im Kaffee mit dem Zusatz von Zucker oder künstlichen Süßstoffen, aber darum geht es hier nicht. Kaffeekenner wissen schon lange, dass auch echter schwarzer Kaffee süß schmecken kann.

Die natürliche Süße, die von vielen als der heilige Gral der Kaffeespezialitäten angesehen wird, bereitet denjenigen, die sie in einer Tasse genießen, großen Genuss. Gleichzeitig kann die natürliche Süße diejenigen in den Wahnsinn treiben, die versuchen, sie in irgendeiner Form zu erkennen.

Jeder, der professionell Kaffee beschafft, röstet oder brüht, weiß, dass es nicht einfach ist, eine natürliche Süße in schwarzem Kaffee zu erreichen: Die Süße ist flüchtig und schwankt von Bohnenpartie zu Bohnenpartie oder als Reaktion auf kleine Veränderungen beim Rösten oder Brühen. Daher die wichtige Frage:

Wie kann man die natürliche Süße in schwarzem Kaffee maximieren?

Von einer endgültigen Antwort ist die Wissenschaft noch weit entfernt. Die gute Nachricht ist, dass das University of California Davis Coffee Center zumindest einen Teil des Rätsels gelöst hat. Seit 2017 werden in Zusammenarbeit mit SCA und mit Unterstützung der Breville Corporation umfangreiche wissenschaftliche Untersuchungen zum Thema Tropf Filterkaffee durchgeführt.

Ziel dieser multidimensionalen Forschung ist es, zu verstehen, wie verschiedene Brühparameter die Eigenschaften des Getränks beeinflussen.

Tropf Filterkaffee

Ein tiefgreifendes Experiment

Konkret wollten die Forscher verstehen, wie sich die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften von Filterkaffee während des Brühvorgangs verändern. Während des Brühvorgangs sind die ersten Tropfen des Kaffees, die aus dem Filter kommen, offensichtlich dunkler als der Kaffee, der später extrahiert wird, aber niemand in der wissenschaftlichen Literatur hat dieses Verhalten bewertet oder die entsprechenden Auswirkungen auf die Eigenschaften gemessen. Dieses Phänomen soll im Folgenden näher untersucht werden.

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Kaffee Forschung Labor

Planung des Experiments

Um die chemischen und organoleptischen Eigenschaften des Kaffees im Laufe der Zeit zu messen, wurde eine sogenannte Fraktionierung durchgeführt.

Die Grundidee besteht darin, die Kanne, in der der Kaffee zubereitet wird, während einer vierminütigen Ziehzeit in einer handelsüblichen Tropfkanne alle 30 Sekunden zu wechseln, um acht verschiedene Fraktionen des zubereiteten Kaffees zu erhalten: Fraktion Nr. 1 entspricht 0-30 Sekunden, Fraktion Nr. 2 entspricht 31-60 Sekunden, usw. Vorsichtshalber wurde zusätzlich eine identische Zubereitung ohne Fraktionierung durchgeführt, so dass auch die Eigenschaften des „whole brew“ (CW) mit den einzelnen Fraktionen verglichen werden können.

Als „Fraktionierung“ in der Kaffeeextraktion wird ein Prozess bezeichnet, bei dem ein Espresso in verschiedene „Fraktionen“ unterteilt wird, die zu verschiedenen Zeiten während des Brühvorgangs extrahiert wurden, um zu analysieren, wie sich Geschmack und Qualität im Laufe der Extraktion ändern.

Kaffee Test. Verschiedene Kaffee Fraktionen

Bewertung der Fraktionen

Die Frage „Wie schmecken die einzelnen Fraktionen?“ wurde mit Hilfe einer beschreibenden Expertengruppe beantwortet. Diese Gruppe arbeitet völlig anders als professionelle Q-Grader, die Kaffee durch Cupping (eine in der Kaffeeindustrie übliche Methode zur Kaffeebewertung) bewerten.

Ein Q-Grader ist eine Person, die von der Coffee Quality Institute (CQI) zertifiziert wurde, um die Qualität von Kaffee zu bewerten. Das „Q“ im Titel steht für „Quality“.

Die CQI ist eine internationale gemeinnützige Organisation, die sich zum Ziel gesetzt hat, die Qualität des Kaffees und die Lebensbedingungen der Menschen, die ihn produzieren, zu verbessern. Sie bieten Schulungen und Zertifizierungen für Q-Grader an.

Ein Q-Grader muss eine umfangreiche Ausbildung absolvieren und strenge Prüfungen bestehen, um zertifiziert zu werden. Diese Tests umfassen sowohl theoretische als auch praktische Prüfungen, einschließlich der sensorischen Bewertung von Kaffee (Cupping), der Identifizierung von Geschmacksfehlern, der Kaffeezubereitung, der Kenntnis der verschiedenen Kaffeearten und -regionen und der Kaffeeröstung.

Einmal zertifiziert, können Q-Grader Kaffee auf der ganzen Welt bewerten und helfen, einen einheitlichen Standard für die Kaffeequalität aufrechtzuerhalten. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewertung und Verbesserung der Qualität von Kaffee und können dazu beitragen, die Lebensqualität der Kaffeeproduzenten zu verbessern, indem sie ihnen dabei helfen, bessere Kaffeebohnen zu produzieren, die höhere Preise erzielen können.

Die Mitglieder der Gruppe wurden durch eine Reihe von Dreieckstests rekrutiert und ausgewählt. Anschließend wurde die ausgewählte Gruppe über mehrere Wochen kalibriert: Die Teilnehmer wurden mit dem SCA/WCR-Geschmacksrad und den entsprechenden assoziativen Deskriptoren trainiert.

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Schließlich verkosteten die Teilnehmer verschiedene Fraktionen des gebrühten Kaffees in speziellen Isolationskabinen, die am Robert Mondavi Institute der University of California, Davis, eingerichtet wurden. Diese Kabinen wurden entwickelt, um die Teilnehmer zu isolieren und kontextuelle Verzerrungen, die die Wahrnehmung des Produkts beeinflussen, zu minimieren. Darüber hinaus wurde in den Kabinen rotes Licht verwendet, um sicherzustellen, dass die verschiedenen Nuancen der dunklen Töne des Kaffees die Erwartungen nicht beeinflussen.

Das Panel der Teilnehmer sollte 23 verschiedene Geschmacks- und Aromaattribute in 9 verschiedenen Probentypen bewerten, die alle blind und in zufälliger Reihenfolge in 3 separaten „Versuchswiederholungen“ serviert wurden. Zwölf Experten nahmen an der Verkostung teil, so dass insgesamt 324 Kaffeeportionen und 7452 einzelne sensorische Datenpunkte gesammelt wurden – eine enorme Datenmenge.

Es ist zu betonen, dass diese Art der sensorischen Prüfung keine Bewertung der „Qualität“, des „Wertes“ oder der „Genusstauglichkeit“ eines Produktes darstellt – es handelt sich lediglich um eine objektive Messung der Intensität der sensorischen Eigenschaften.
Die relevanten physikalischen Indikatoren jeder Fraktion wurden ebenfalls gemessen, einschließlich der Gesamtmenge an gelösten Feststoffen (TDS oder Total Dissolved Solids), die die tatsächliche Stärke/Intensität des Getränks widerspiegelt.

Erreichte Ergebnisse

Die Analyse der Daten ergab einige klare und systematische Trends. Es ist zu beachten, dass die Daten den Durchschnitt der gesamten Fokusgruppe widerspiegeln.

Kaffee Bitterkeit

In Bezug auf die Bitterkeit war die Intensität der wahrgenommenen Bitterkeit klar erkennbar. Sie wurde in der ersten Fraktion immer stärker empfunden und nahm dann in den späteren Fraktionen systematisch ab. Wichtig ist, dass diese Abnahme der wahrgenommenen Bitterkeit gut mit dem TDS-Wert der einzelnen Fraktionen korreliert. Die frühen Fraktionen hatten einen hohen TDS-Wert und die späteren Fraktionen einen niedrigeren TDS-Wert, der fast um den Faktor 10 niedriger war.

Die Abnahme der wahrgenommenen Bitterkeit ist also auf eine geringere Konzentration gelöster Moleküle zurückzuführen. Mit anderen Worten, die späteren Fraktionen waren weniger bitter, weil sie einfach weniger stark waren. Einige andere organoleptische Eigenschaften wie sauer, adstringierend und rauchig nahmen ebenfalls mit der Stärke des Getränks ab.

Kaffee Süße

Überraschenderweise nahm jedoch die Intensität einiger sensorischer Attribute in den letzten Fraktionen zu, wo dies nicht erwartet worden war.

Besonders interessant ist, dass die Süße systematisch mit den späteren Fraktionen zunahm. Auch einige andere organoleptische Eigenschaften nahmen mit den späteren Fraktionen zu, darunter blumig, honigartig und fruchtig – alles Eigenschaften, die normalerweise als wünschenswert für Spezialitätenkaffee angesehen werden. Alle Fraktionen wurden den Teilnehmern in zufälliger Reihenfolge serviert, so dass die systematische Zunahme der Süße einen echten und statistisch signifikanten Trend widerspiegelt.

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Das Ergebnis war überraschend, da die späteren Fraktionen einen viel niedrigeren TDS-Wert (Gehalt an gelösten Stoffen) aufwiesen.

Mit anderen Worten: Je weniger Kaffeemoleküle die Flüssigkeit enthielt, desto süßer schmeckte sie. Dieses Verhalten ist in der Welt der Sensorik sehr ungewöhnlich. Gibt man zum Beispiel immer mehr Zucker ins Wasser, wird es als immer süßer empfunden. Und in diesem Fall zeigt die Analyse, dass die empfundene Süße umso höher ist, je geringer die Konzentration ist, was ziemlich unlogisch ist.

Chemische Analyse

Der Test zeigte, dass die Süße der späten Fraktionen mit abnehmender Getränkestärke zunahm. Daraus ergibt sich die Schlüsselfrage: Warum? Dafür gibt es mehrere mögliche Erklärungen.

Die naheliegendste Erklärung ist, dass die späteren Fraktionen tatsächlich eine höhere relative Konzentration an gelöstem natürlichem Zucker aufwiesen. Etwa 10 % des Gewichts der grünen Arabica-Kaffeebohnen besteht aus Saccharose (so der wissenschaftliche Name für gewöhnlichen Haushaltszucker).

Saccharose

Die in den grünen Bohnen enthaltene Saccharose überlebt den Röstprozess in der Regel nicht: Sie durchläuft eine Vielzahl komplexer chemischer Reaktionen, die in ihrer Gesamtheit dazu beitragen, dem Kaffee seinen wunderbaren Geschmack zu verleihen.

Vor allem zerfallen die größeren, komplexen Kohlenhydrate beim Rösten in so genannte Monosaccharide, also einfacher Zucker. Auch diese können eine wahrnehmbare Süße aufweisen. Eine mögliche Erklärung für die sensorischen Ergebnisse ist daher, dass Monosaccharide wie Fructose oder Glucose während des Röstprozesses langsamer aus dem festen Kaffeesatz extrahiert werden, was zu höheren Konzentrationen in den späteren Fraktionen und damit zu einer höheren wahrgenommenen Süße führt.

Um diese Hypothese zu überprüfen, wandten die Wissenschaftler Methoden der analytischen Chemie an. Sie verwendeten insbesondere die Flüssigchromatographie und die Massenspektrometrie, um die Konzentrationen der Monosaccharide in den einzelnen Fraktionen zu identifizieren und zu messen. Die Daten zeigten zwei unerwartete Trends.

Erstens wurde festgestellt, dass die Zuckerkonzentration in der ersten Fraktion am höchsten und in den späteren Fraktionen am niedrigsten war, was darauf hindeutet, dass die Hypothese der „langsamen Auflösung“ sofort ausgeschlossen werden kann. Noch wichtiger ist, dass die massenspektrometrischen Messungen eindeutig zeigten, dass die Gesamtkonzentration aller Zucker in jeder Fraktion weit unter der sensorischen Schwelle für Zucker lag, was bedeutet, dass die Verkoster keinen Zucker in dem von ihnen getesteten Kaffee wahrnehmen konnten.

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Was bedeutet das?

Sie haben richtig gelesen: Die wahrgenommene Süße hat nichts mit dem im Kaffeegetränk enthaltenen Zucker zu tun. Etwas anderes könnte den Anstieg der wahrgenommenen Süße in den späteren Fraktionen verursacht haben.

Für dieses Phänomen gibt es verschiedene Erklärungen. Das menschliche Gehirn verbindet bestimmte Geschmacksattribute mit etwas Süßem, so dass der Verstand „getäuscht“ wird und glaubt, dass das Vorhandensein dieser Attribute bedeutet, dass es süß sein muss, ein Phänomen, das auch bei anderen Getränken und Lebensmitteln beobachtet wurde.

Diese Hypothese stimmt mit der Beobachtung überein, dass die wahrgenommene Süße mit der Wahrnehmung von Blüten-, Honig- und Fruchtaromen zunimmt. Ein weiterer wahrscheinlicher Mechanismus ist die „Maskierung“. Die höhere Konzentration von bitteren und sauren Verbindungen in den frühen Fraktionen unterdrückt oder „maskiert“ die inhärente Süße, die erst in den späteren Fraktionen, die weniger bittere und saure Verbindungen enthalten, zum Vorschein kommt.

Es stellt sich heraus, dass der heilige Gral der natürlichen Süße des Kaffees erst gegen Ende jedes Aufgusses zum Vorschein kommt. Zumindest bietet die hier beschriebene Fraktionierung dem Kaffeeliebhaber eine weitere Möglichkeit auf der Suche nach der perfekten Tasse Kaffee.

Perfekte Tasse Kaffee

Die Suche nach der perfekten Tasse Kaffee

Das derzeitige Paradigma der Kaffeezubereitung lautet: „Ein Getränk, ein Geschmacksprofil“. Die Ergebnisse der Studie zeigen jedoch, dass mehrere Geschmacksprofile in einem Getränk möglich sind.

Ähnlich wie ein Hersteller von Craft Whisky entscheidet, welche „Schnitte“ oder Fraktionen des flüssigen Destillats er in seinem fertigen Whisky kombiniert, könnten Kaffeespezialisten entscheiden, welche Fraktionen desselben Getränks sie kombinieren, um ihren Kunden verschiedene Getränke anzubieten.

So könnte ein Getränk, das hauptsächlich aus den sehr bitteren und sauren frühen Fraktionen besteht, Kunden ansprechen, die viel Sahne und Zucker bevorzugen, während ein Getränk, das hauptsächlich aus den süßeren späten Fraktionen besteht, Kunden ansprechen könnte, die Kaffee mit subtilen Tee-, Blumen-, Frucht- und süßen Geschmacksnoten bevorzugen.

Für diesen Teil der Studie wurde ein kolumbianischer Java-City-Kaffee aus der Region Huila verwendet (Agtron-Wert: 54). Alle Proben wurden bei 91,5 °C gebrüht und bei 55 bis 60 °C serviert. Weitere wichtige und interessante Bilder und Abbildungen können hier eingesehen werden.