Entmystifizierung der fruchtigen Aromen von fermentiertem Kaffee

31.03.2023 - USA

Kaffeespezialitäten sind in Kaffeehäusern auf der ganzen Welt auf dem Vormarsch - und jetzt könnte eine fermentierte Version einen fruchtigen Geschmack in Ihre morgendliche Tasse Kaffee bringen. Diese neue Art von Getränk hat einen himbeerähnlichen Geschmack und ein himbeerähnliches Aroma, aber was diese Empfindungen hervorruft, war bisher ein Rätsel. Heute berichten Wissenschaftler über sechs Verbindungen, die zu dem fermentierten Kaffeeerlebnis beitragen. Die Arbeit könnte dazu beitragen, die Produktion des Getränks zu steigern und es für jedermann zugänglich zu machen.

Samo Smrke

Die Identifizierung der Verbindungen, die dem fermentierten Kaffee, der hier gebrüht wird, seinen einzigartigen Geschmack und sein Aroma verleihen, könnte es mehr Menschen ermöglichen, ihn zu genießen.

Die Forscher werden ihre Ergebnisse auf der Frühjahrstagung der American Chemical Society (ACS) vorstellen. Die ACS Spring 2023 ist eine gemischte Tagung, die vom 26. bis 30. März sowohl virtuell als auch persönlich stattfindet und mehr als 10 000 Vorträge zu einem breiten Spektrum wissenschaftlicher Themen bietet.

"Es gibt jetzt Geschmacksrichtungen, die die Menschen kreieren, die man früher nie mit Kaffee in Verbindung gebracht hätte", sagt Dr. Chahan Yeretzian, der Leiter des Projekts. "Die Aromen in fermentiertem Kaffee zum Beispiel ähneln oft eher denen von Fruchtsäften".

Diese ungewöhnliche Art von Getränk bietet den Verbrauchern ein einzigartiges Geschmackserlebnis, und die wachsende Nachfrage danach bedeutet, dass fermentierte Kaffeebohnen einen hohen Preis erzielen können, wovon die Landwirte möglicherweise profitieren. Außerdem wird bei der Zubereitung der Bohnen viel weniger Wasser benötigt als bei herkömmlichen Methoden, was das Getränk zu einer umweltfreundlicheren Alternative zu einer herkömmlichen Tasse Kaffee macht.

Doch trotz der zunehmenden Beliebtheit dieses Getränks waren die Verbindungen, die seinen unverwechselbaren Geschmack verursachen, bisher unbekannt. Und da fermentierter Kaffee bei Wettbewerben immer beliebter wird, befürchten einige, dass das fehlende Wissen über fermentierten Kaffee die Unterscheidung zwischen dem echten Produkt und dem normalen Kaffee, der illegal verfälscht wurde, erschweren könnte. Deshalb haben Yeretzian und seine Kollegen vom Coffee Excellence Center der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften versucht, die Verbindungen zu identifizieren, die für diese neuen und aufregenden Geschmacksrichtungen verantwortlich sind. Und da Geschmack und Geruch eng miteinander verknüpft sind, könnte die Untersuchung der Düfte der Getränke dem Team helfen, besser zu verstehen, wie der komplexe Geschmack von fermentiertem Kaffee entsteht.

Um die für die Aromen von fermentiertem Kaffee einzigartigen Verbindungen herauszufinden, nahmen die Forscher Arabica-Bohnen und teilten sie in drei Gruppen ein. Eine Gruppe wurde mit einem Waschverfahren zubereitet, wie es wahrscheinlich auch bei der Zubereitung eines durchschnittlichen Nachmittagskaffees angewandt wird. Dabei wird eine gallertartige Substanz, der so genannte Schleim, von der Kaffeebohne entfernt, die dann mit Wasser gewaschen und getrocknet wird. Die Forscher bereiteten die zweite Gruppe mit dem natürlichen Verfahren zu, bei dem die Schale von der Bohne entfernt wird, der Schleim aber erhalten bleibt. Schließlich fermentierte das Team die Bohnen der dritten Gruppe mit Hilfe der Kohlensäuremazeration, einem Verfahren, das häufig bei der Weinherstellung eingesetzt wird. Diese Methode wurde erstmals 2015 in der Welt der Kaffeespezialitäten eingeführt, als der Gewinner der World Barista Championship sie für die Zubereitung seines Beitrags verwendete. Bei diesem Verfahren werden ganze Kaffeefrüchte in Edelstahltanks fermentiert und mit Kohlendioxid versetzt, um den pH-Wert der Fermentierung zu senken. Im Gegensatz zu den anderen Kaffeesorten wurde der mit fermentierten Bohnen hergestellte Kaffee als intensiv duftend beschrieben, wie Himbeeren mit einem Hauch von Rose.

Als Nächstes brauten die Forscher Kaffee aus jeder Bohnensorte und analysierten die Proben mit Gaschromatographie (GC) Sniffing, auch GC-Olfaktometrie genannt. Zunächst trennte das GC-Gerät einzelne Komponenten in der Luft über jeder Probe. Wenn die Verbindungen dann das Gerät verließen, wurden sie zur Identifizierung an ein Massenspektrometer weitergeleitet, und eine Person, die am Ausgang saß, konnte beschreiben, was sie gerochen hatte.

"Da die chemische Signatur uns nicht sagt, wie eine Verbindung riecht, müssen wir uns auf die menschliche Nase verlassen, um den Geruch zu erkennen, wenn jede Verbindung einzeln aus dem Chromatographiegerät kommt", sagt Yeretzian. Diese Methodik kann schwierig sein, da sie ein subjektives Element enthält. "Wir benutzen Menschen, um Düfte zu erkennen, und jeder nimmt Aromen ein wenig anders wahr", sagt Samo Smrke, Ph.D., ein wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor, der die Ergebnisse präsentiert. "Aber in diesem Fall war die Gruppe sehr konsistent in den Gerüchen, die sie beschrieben. Was traditionell als Herausforderung angesehen wird, war in diesem Fall kein Problem, da die Aromen so eindeutig waren.

Es gibt einen großen Vorteil des GC-Sniffing. Die menschliche Nase kann manchmal Düfte von Verbindungen erkennen, die in einer so geringen Konzentration vorliegen, dass sie von der Massenspektrometrie nicht erfasst werden können. Obwohl in diesem Fall sechs Verbindungen zu dem intensiven Fruchtgeschmack und dem Himbeerduft des fermentierten Kaffees beizutragen schienen, konnte das Team nur drei von ihnen identifizieren: 2-Methylpropanal, 3-Methylbutanal und 3-Methylbutanoat-Ethyl.

In Zukunft wollen die Forscher die übrigen Verbindungen identifizieren und die Intensität der verschiedenen Geschmacks- und Duftstoffe beurteilen. Außerdem möchten die Forscher mehr darüber erfahren, wie diese einzigartigen Verbindungen entstehen. Zu den möglichen Faktoren gehören die Anbaupraktiken, die Sorte der Kaffeebohnen, das Mikroklima in bestimmten Betrieben und die während der Fermentation vorhandenen Mikroben. "Es gibt noch viele Unbekannte in diesem Prozess", sagt Smrke. Ein besseres Verständnis der Quellen dieser Verbindungen könnte dem Team helfen, die Produktionsmethoden zu standardisieren, so dass fermentierter Kaffee leichter in größeren Mengen hergestellt werden kann und noch mehr Menschen in den Genuss dieses besonderen Geschmacks kommen.

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