Die Freude am Kaffeegenuss ist und bleibt ungetrübt. Nach Angaben des Deutschen Kaffeeverbands verzeichnete der deutsche Kaffeemarkt im Jahr 2021 ein erneutes Wachstum. Denn der Pro-Kopf-Konsum von Kaffee stieg gegenüber dem Vorjahr von 168 auf 169 Liter. Während die meisten Menschen den Tag zum Wachwerden mit einer Tasse Kaffee beginnen, geht der Trend immer mehr in Richtung von koffeinfreiem Kaffee. Wie die Entkoffeinierung, insbesondere mit dem Triglycerid-Verfahren, funktioniert, das und mehr erfahren Sie hier.
Was ist Koffein?
Reines Koffein ist ein weißes, bitteres und geruchloses Pulver. Wer schon einmal eine Koffeintablette in Händen hielt, kennt ihr weißes Aussehen. Chemisch gesehen ist Koffein ein Alkaloid, also eine organische Verbindung, die auf den menschlichen und auch auf den tierischen Organismus wirkt. Konkret handelt es sich um ein sogenanntes Purin-Alkaloid. Oftmals werden Purinalkaloide auch als Xanthine bezeichnet. Namensgebend für diese Stoffgruppe ist das Purin-Ringsystem als Grundkörper, der vorrangig aus den Aminosäuren Asparaginsäure und Gycin aufgebaut ist. Alkaloide kommen insbesondere in Pflanzen vor, die diese Stoffe zur Abwehr nutzen, zum Beispiel gegen Fressfeinde.
Purin-Alkaloide finden sich nicht nur in Kaffeebohnen, sondern auch in Kakao, Teeblättern, Matte, Guaraná und in Kolanüssen. Abhängig von der jeweiligen Kaffeesorte beziehungsweise den Kaffeebohnen beläuft sich der Koffeingehalt einer Tasse Filterkaffee auf 80 Milligramm, während ein Espresso mit 25 Milliliter rund 25 bis 30 Milligramm Koffein enthält. Da in einem Cappuccino ein Espresso enthalten ist, ist die Koffeinmenge von Espresso und Cappuccino identisch. Der Koffeingehalt von Kaffeegetränken wird maßgeblich durch den Rohkaffee bestimmt. Dennoch weisen sie unterschiedliche Koffeinwerte auf. Unterschiede ergeben sich auch zu anderen koffeinhaltigen Getränken. Eine Tasse Instant-Kaffee enthält 60 bis 100 Milligramm Koffein und Latte Macchiato zwischen 25 und 30 Milligramm.
Überraschend ist der Koffeingehalt einer Tasse mit schwarzem Tee, der zwischen 30 und 90 Milligramm Koffein liegt. Selbst Kakao weist geringe Mengen von Koffein auf. Gleiches gilt für eine Tafel Vollmilchschokolade mit einem Koffeingehalt von rund 20 Milligramm und eine Tafel Halbbitterschokolade mit 70 Milligramm. Koffein wird einer Vielzahl von unterschiedlichen Lebensmitteln zugegeben, zum Beispiel Backwaren, Süßigkeiten, Cola-Getränken, Eis und Energy-Drinks. Darüber hinaus findet sich Koffein zusammen mit Synephrin – ein Protoalkaloid, das in der Bitterorange vorkommt – in einigen Nahrungsergänzungsmitteln, die zur Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit oder zur Gewichtsabnahme angeboten werden. Darüber hinaus gibt es Kosmetika und Arzneimittel, die Koffein enthalten. So wird Koffein zum Beispiel für die Therapie von Migräne oder für die Behandlung einer Herzschwäche eingesetzt.
Welche Wirkung hat Koffein?
Wer regelmäßig nach dem Aufstehen eine Tasse Kaffee trinkt, kennt die stimulierende Wirkung von Koffein, die bereits nach 15 bis 30 Minuten einsetzt. Grund für die schnelle Wirkung ist, dass Koffein über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen wird. Tatsächlich gehört Koffein zu den psychotropen Substanzen, die der Gruppe der Stimulanzien zugeordnet werden. Kurz gesagt: Koffein kickt richtig. Das bedeutet, dass es stimulierend auf das zentrale Nervensystem und den Stoffwechsel wirkt. Außerdem regt Koffein die Herztätigkeit an, steigert die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit und säubert die Arterien. Die Müdigkeit verfliegt, weil Koffein die Rezeptoren von Adenosin besetzt. Normalerweise blockiert Adenosin die Ausschüttung von aktivierenden Botenstoffen, zum Beispiel von Acetylcholin, Dopamin und Noradrenalin. Das führt dazu, dass sich die Blutgefäße weiten, sodass der Blutdruck sinkt. Werden die Rezeptoren durch das Koffein besetzt, tritt das Gegenteil ein. Die Blutgefäße verengen sich, und der Blutdruck kann steigen.
Wie intensiv die Wirkung ist, ist abhängig vom Anteil der Kaffeebohnen und dem jeweiligen Koffeingehalt sowie der Zubereitung. So enthalten Robustabohnen doppelt so viel Koffein wie Arabicabohnen. Auch die verschiedenen Zubereitungsarten von Kaffee bedingen einen unterschiedlichen Koffeingehalt. Bei einer Tasse Filterkaffee ist die Wirkung deutlich höher als beispielsweise bei einem Espresso. Grund ist, dass der Filtervorgang rund 2 bis 3 Minuten dauert, während die Zubereitung von Espresso innerhalb von 30 Sekunden erledigt ist.
Entkoffeinierung: Wer auf koffeinhaltigen Kaffee verzichten sollte
Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Grenze zur Abhängigkeit von Kaffee bei acht Tassen am Tag liegt. Weitere negative Effekte eines hohen Koffeinkonsums können Schwitzen, allgemeines Unwohlsein und Herzrasen sein. Unbedenklich sind hingegen eine Aufnahmemenge von zwei Tassen Kaffee als Einzeldosis, was 200 Milligramm Koffein entspricht. Das sind rund 3 Milligramm Koffein pro Kilogramm Körpergewicht, die nicht nur über Kaffee aufgenommen werden, sondern aus allen Koffeinquellen stammen können. Über den Tag verteilt dürfen es vier bis fünf Tassen Kaffee sein mit einem Koffeingehalt von 400 Milligramm. Kinder und Jugendliche sollten über den Tag verteilt maximal 3 Milligramm Koffein aus allen Quellen konsumieren, während für Kleinkinder koffeinhaltige Getränke und Nahrungsmittel grundsätzlich nicht geeignet sind.
Einzelne Koffeindosen von 100 Milligramm können sich bei manchen Erwachsenen auf das Schlafmuster, die Schlafqualität und die Schlafdauer auswirken. Das gilt umso mehr, wenn Koffein kurz vor dem Schlafengehen konsumiert wird. Für Schwangere ist eine Koffeinaufnahme von bis zu 400 Milligramm pro Tag zu hoch. Sie sollten sich auf eine maximale Koffeinaufnahme von bis zu 200 Milligramm pro Tag aus allen Quellen beschränken. Denn diese Menge ist für den Fötus noch unbedenklich. Ein erhöhter Kaffeekonsum hingegen kann ein unterdurchschnittliches Geburtsgewicht bedingen und schlimmstenfalls eine Frühgeburt auslösen.
Kurzfristig kann es durch die Aufnahme von Koffein bei Kindern und Erwachsenen zu negativen Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem kommen. Das kann sich in Form von erhöhter Ängstlichkeit, durch Verhaltensänderungen sowie durch Schlafstörungen äußern. Auf lange Sicht kann ein erhöhter Koffeinkonsum Herz-Kreislauf-Probleme nach sich ziehen, während es bei schwangeren Frauen zu einem verminderten Wachstum des Fötus kommen kann. Darüber hinaus gibt es Menschen, die koffeinhaltigen Kaffee nicht gut vertragen, weil zum Beispiel der Magen empfindlich auf Kaffee reagiert. Nicht nur ein gereizter Magen, sondern auch Schweißausbrüche, Zittern und Herzrasen können Indizien für eine Koffeinunverträglichkeit sein. Gleiches gilt für Menschen mit Bluthochdruck, die im Idealfall ebenfalls auf entkoffeinierten Kaffee ausweichen.
Entkoffeinierung: Was ist entkoffeinierter Kaffee?
Wer lieber entkoffeinierten Kaffee konsumieren möchte, muss auf vollen Kaffeegenuss und gute Qualität nicht verzichten. Es gibt mehrere Verfahren der Entkoffeinierung, die der Kaffeebohne ausschließlich das Koffein entziehen, nicht jedoch die Geschmacks- und Aromastoffe. Verursacht werden Magenprobleme durch das in der industriellen Produktion eingesetzte Röstverfahren, das Bitterstoffe und Reizstoffe freisetzt. Dabei werden die Kaffeebohnen mit einer Temperatur von 800 Grad und innerhalb von 2 Minuten fertig zubereitet. Anderes gilt für die schonende Röstung, bei der Kaffeebohnen 20 bis 30 Minuten bei einer Temperatur von maximal 200 Grad geröstet werden. Insoweit wirkt sich eine schonende Röstung von Kaffeebohnen magenschonend aus. Doch auch das Verfahren, das zur Entkoffeinierung eingesetzt wird, kann sich auf den Säuregehalt von Kaffeebohnen auswirken.
Die europäische Gesetzgebung schreibt vor, dass entkoffeinierter Kaffee nicht mehr als 0,1 Prozent Koffein enthalten darf. Es gibt eine Kaffeebohne, die von Natur aus einen niedrigen Koffeingehalt hat. Es handelt sich um die Arabica Bohne, die sich am besten für die Entkoffeinierung eignet. Der Geschmack von entkoffeiniertem Kaffee hängt stark von der Qualität der Kaffeebohne sowie dem jeweiligen Verfahren ab, das für die Entkoffeinierung verwendet wird. Insoweit ist das altbackene Image, das dem entkoffeinierten Kaffee noch immer anhaftet und ihm den Namen „Blümchenkaffee“ eingebracht hat, nicht wirklich berechtigt.
Entkoffeinierung: Wie gesund ist entkoffeinierter Kaffee?
Wie gesund und bekömmlich entkoffeinierter Kaffee tatsächlich ist, darüber geben die nachfolgenden 3 Fakten Auskunft.
Verträglichkeit von koffeinfreiem Kaffee
Koffein erhöht die Herzfrequenz. Es regt das zentrale Nervensystem an, erhöht den Blutdruck und verengt die Blutgefäße. Gleichzeitig steigen die Aufmerksamkeit sowie die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit. Bei einem zu hohen Koffeingehalt oder aufgrund einer Koffeinunverträglichkeit kann eine gegenteilige Wirkung erzielt werden. Bei zu viel Koffein kann es zu Schweißausbrüchen, Magenproblemen, Zittern und Herzrasen kommen. Deshalb ist es bei erhöhtem Blutdruck, bei einem empfindlichen Magen und bei Herzproblemen empfehlenswert, zu koffeinfreiem Kaffee zu wechseln. Auch während einer Schwangerschaft ist koffeinfreiem Kaffee der Vorzug zu geben.
Arabica-Kaffee mit niedrigem Koffeingehalt
Arabica Kaffeebohnen zeichnen sich durch einen sehr niedrigen Koffeingehalt aus. Arabica-Kaffee wird auch Javakaffee oder Bergkaffee genannt. Seinen Ursprung hat der Coffea Arabica in Äthiopien und hier in der Region Kaffa, wo er im 15. Jahrhundert als Wildgewächs entdeckt wurde. Von Äthiopien verbreitete er sich über den Jemen in die restliche arabische Welt. Später weitete sich der Anbau der Arabica Kaffeepflanze bis nach Indien, Java und bis zum amerikanischen Kontinent aus. Heute ist Arabica mit 60 bis 70 Prozent an der Weltproduktion beteiligt. Sein Geschmack ist leicht süßlich mit fruchtigen, beerigen Aromen und floralen Noten, wobei die Intensität dieser Aroma- und Geschmackseigenschaften maßgeblich vom jeweiligen Röstgrad abhängen.
Auch die Herkunft der Kaffeebohne entscheidet über das Geschmacksprofil von Arabica-Bohnen. Sie wachsen in höheren Lagen und weisen einen Koffeinaneil von 1,1 bis 1,7 Prozent auf. Das unterscheidet sie von der Gattung Robusta die einen Koffeinanteil von 2 bis 4,5 Prozent haben. Es sind vor allem italienische Kaffees, deren Robusta-Anteil hoch ist mit einem entsprechend hohen Koffeingehalt. Aufgrund des niedrigeren Koffeingehaltes gegenüber Robusta-Bohnen eignen sich Arabica-Bohnen sehr viel besser für eine Entkoffeinierung. Das bedeutet, dass Arabica-Bohnen weniger intensiv gespült werden müssen, um das Koffein zu entfernen, sodass die Produktion umweltschonender sowie kosten- und zeitsparender ist.
Gesundheitliche Vorteile bleiben auch nach der Entkoffeinierung erhalten
Regelmäßiger Kaffeekonsum kann sich förderlich auf die Gesundheit auswirken. Das gilt nicht nur für den koffeinhaltigen, sondern auch für koffeinfreien Kaffee. Auch entkoffeinierter Kaffee kann das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfälle und Leberkrebs senken. Außerdem wird vermutet, dass Kaffeekonsum das Risiko senkt, an Parkinson, Alzheimer, Diabetes und Depressionen zu erkranken. Menschen, die an einer Fettleber leiden, die nicht durch Alkohol bedingt ist und die keine Fettstoffwechselstörung haben, profitieren von der antientzündlichen Wirkung von Kaffee. Kaffeegenuss soll außerdem das menschliche Erbgut von Schäden schützen.
Entkoffeinierung: Das Triglycerid-Verfahren
Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Entkoffeinierung von Kaffee. Eines davon ist das Triglycerid-Verfahren. Doch was ist das Triglycerid-Verfahren, und wie funktioniert es? Beim Triglycerid-Verfahren werden die rohen Kaffeebohnen in eine heiße Wasser-Kaffee-Lösung gegeben. Durch diese Vorbehandlung wird das Koffein aus dem Inneren der Kaffeebohne an die Oberfläche der rohen Kaffeebohnen geschwemmt. Es folgt ein mehrere Stunden dauerndes Bad in heißem Kaffeebohnenöl. In den Kaffeebohnenölen enthalten sind Triglyceride, die das Koffein aus den Kaffeebohnen herauslösen. Das Kaffeebohnenöl wird anschließend von den Bohnen separiert und abgegossen. In einem letzten Schritt werden die Kaffeebohnen getrocknet. Das Triglycerid-Verfahren gilt als besonders schonend mit dem Ergebnis, dass Aromen und Geschmacksstoffe weitgehend erhalten bleiben. Allerdings ist Kaffeebohnenöl in größeren Mengen sehr teuer.
Bei dem für das Triglycerid-Verfahren verwendete Kaffeebohnenöl handelt es sich um ein Pflanzenöl, das aus den gerösteten oder rohen Samen des Kaffeestrauchs gewonnen wird. Dies geschieht entweder mithilfe von sogenannten Schneckenpressen oder über ein Trennverfahren, das mit Dimethylether oder mit Petrolether durchgeführt wird. Dem Trennverfahren ist regelmäßig eine Vorbehandlung mit Tetrachlorethan vorgeschaltet, bei der dem Samen vorhandenes Wachs entzogen wird. Kaffeebohnenöl aus ungerösteten Bohnen hat eine hellbraune bis gelbe Färbung, während Öl aus gerösteten Bohnen eine grüne bis dunkelbraune Färbung aufweist. Öl aus gerösteten Bohnen besitzt den charakteristischen Kaffeegeruch. Anderes gilt für das Öl aus ungerösteten Kaffeebohnen, das nahezu geruchlos ist. Der Schmelzpunkt des Kaffeebohnenöls liegt bei 8 bis 9 Grad Celsius, sodass es bei Raumtemperatur flüssig ist.
Das Triglycerid-Verfahren und seine Vorteile
Das Triglycerid-Verfahren bietet einige Vorteile, nämlich diese:
- Das Triglycerid-Verfahren ist ein einfaches Verfahren, das aus wenigen Arbeitsschritten besteht.
- Es gilt als besonders schonendes Verfahren.
- Ein weiterer Vorteil ist, dass es ohne chemische Stoffe auskommt.
- Beim Triglycerid-Verfahren bleiben die Geschmacksstoffe und Aromen in der Kaffeebohne trotz der Entkoffeinierung weitgehend erhalten.
Das Triglycerid-Verfahren und seine Nachteile
Das Triglycerid-Verfahren hat auch einen Nachteil, nämlich diesen:
- Die Kaffeebohnenöle, die für das Extrahieren des Koffeins notwendig sind, sind vergleichsweise teuer, sodass das Triglycerid-Verfahren ein kostenintensives Verfahren ist.
Entkoffeinierung: Welche Alternativen gibt es zum Triglycerid-Verfahren?
Neben dem Triglycerid-Verfahren gibt es weitere Verfahren zur Entkoffeinierung.
Weitere Verfahren zur Entkoffeinierung im Überblick:
Entkoffeinierung: Roselius-Verfahren
Das Roselius-Verfahren ist nach seinem Erfinder benannt und wurde in den Jahren 1903 bis 1905 entwickelt. Ludwig Roselius hatte den Verdacht, dass sich sein verstorbener Vater aufgrund seines hohen Kaffeekonsums mit Koffein vergiftet habe. Deshalb kam er auf die Idee, dem Kaffee das Koffein zu entziehen. Dazu wurden die noch grünen Kaffeebohnen zum Vorquellen in Salzwasser gelegt, wobei als Lösungsmittel Benzol verwendet wurde. Aufgrund der krebserregenden Wirkung von Benzol wurde das Roselius-Verfahren durch andere Verfahren der Entkoffeinierung ersetzt.
Entkoffeinierung: Schweizer-Wasser-Prozess (SWP)
Ein anderes Verfahren der Entkoffeinierung ist der Schweizer-Wasser-Prozess, der Ende der 1970er Jahre entwickelt wurde. Auch bei diesem Verfahren werden die Kaffeebohnen mit heißem Wasser behandelt. Dies geschieht so lange, bis das gesamte Koffein herausgelöst ist. Während die Bohnen entsorgt werden, läuft das Wasser mit dem gelösten Koffein sowie mit anderen Bestandteilen des Kaffees durch einen Aktivkohlefilter. Ziel ist, die Koffeinmoleküle zu entfernen. Zu dem nun koffeinfreien Wasser, das mit gelösten Kaffeebestandteilen angereichert ist, werden neue Kaffeebohnen hinzugefügt, sodass dieses Mal nur das Koffein gelöst werden muss. Dieses Procedere wird so lange wiederholt, bis die Entkoffeinierung den gewünschten Grad erreicht hat. Anschließend werden die Kaffeebohnen getrocknet. Beim Schweizer-Wasser-Prozess gibt es unter Experten Zweifel darüber, ob Geschmack und Aromen tatsächlich beibehalten werden. Diese Art der Entkoffeinierung ist teuer, sodass dieses Verfahren weltweit nur von wenigen Unternehmen praktiziert wird.
Entkoffeinierung: Direktes Verfahren
Beim direkten Verfahren entzieht ein Lösungsmittel den Kaffeebohnen das Koffein. Verwendet werden Dichlormethan oder Ethylacetat. Dazu werden die Kaffeebohnen für 10 Stunden im Lösungsmittel gelagert, nachdem sie zuvor eine halbe Stunde mit Wasser bedampft wurden. Das Extraktionsmittel wird anschließend entsorgt und verbleibende Reste in einem weitere 10 Stunden dauernden Trocknungsprozess entfernt. Die vollständige Entfernung ist deshalb wichtig, weil vor allem Dichlormethan im Verdacht steht, krebserregend zu sein. Ethylacetat kommt in verschiedenen Gemüsen und Früchten vor, weshalb ein mit Ethylacetat entkoffeinierter Kaffee auch als natürlich entkoffeinierter Kaffee bezeichnet wird. Der Vorteil des direkten Verfahrens besteht darin, dass es sich um eine kostengünstige Entkoffeinierung handelt.
Entkoffeinierung: Indirektes Verfahren
Das indirekte Entkoffeinierungsverfahren ist eine weitere Methode der Entkoffeinierung, bei der zunächst alle wasserlöslichen Komponenten mit heißem Wasser aus den Kaffeebohnen herausgelöst werden. Auch hier kommen Dichlormethan oder Ethylacetat zur Anwendung, mit deren Hilfe das Koffein extrahiert wird. Die dadurch entstandene entkoffeinierte Kaffee-Lösung wird anschließend mit neuen Bohnen erhitzt. Es entsteht ein Löslichkeitsgleichgewicht, sodass nur noch das Koffein aus den Bohnen extrahiert werden muss.
Entkoffeinierung: Kohlenstoffdioxid-Verfahren
Das Kohlenstoffdioxid-Verfahren wird auch CO2-Methode genannt. Auch hier werden die Kaffeebohnen zunächst mit Wasserdampf vorbehandelt. Im Unterschied zu den anderen Verfahren der Entkoffeinierung kommt hier kein Lösungsmittel zum Einsatz. Stattdessen werden die Kaffeebohnen mit überkritischem Kohlenstoffdioxid und einem Druck von 73 bis 300 bar gespült. Ergebnis ist, dass das Koffein in der fluiden Phase gelöst wird. Während das Kohlenstoffdioxid einfach verdampft, bleibt das reine Koffein zurück. Dieses Procedere wird so lange wiederholt, bis der Koffeingehalt auf ein Minimum reduziert ist. Erst dann wird der Zyklus gestoppt, und die Rohbohnen in einem Trockentank schonend getrocknet. Erst wenn sie ihren ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt erreicht haben, sind die Kaffeebohnen fertig zum Rösten. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass das CO2 für die Entkoffeinierung wieder verwendet werden kann.
Bis heute gibt es keine Methode der Entkoffeinierung, bei der das Koffein vollständig aus den Kaffeebohnen herausgelöst wird. Das bedeutet, dass auch entkoffeinierter Kaffee immer eine kleine Menge Koffein enthält, die allerdings verschwindend gering ist. In der Europäischen Union (EU) liegt die erlaubte Menge Koffein bei maximal 0,1 Prozent. Nur Kaffees, die diesen Wert nicht überschreiten, dürfen als entkoffeinierter Kaffee bezeichnet werden.
