Kaffee Rösten #03 - Der Röstprozess

backyard coffee - Geschrieben am 09.08.2019

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Einleitung

Vom Rohkaffee zur fertig gerösteten Bohne, in diesem Prozess durchläuft der Kaffee einige Veränderungen. Die offensichtlichsten Veränderungen sind die Veränderung der Größe und Form der Bohnen, die Farbveränderung und die Gewichtsveränderung. Die viel interessanteren Veränderungen sind nicht zu sehen und betreffen die geschmacklichen und aromatischen Attribute eines Kaffees.

Größe und Form der Kaffeebohnen

Beim direkten Vergleich der Größe von Rohkaffeebohnen zu derer gerösteter Bohnen ist erkennbar, dass das Volumen deutlich zugenommen hat. Durch den inneren Druck innerhalb der Bohne, primär bedingt durch den Wassergehalt des Rohkaffees, wird die Bohne auseinander gedrückt, bis der Druck entweichen kann. Im Röstverlauf wird dies durch ein charakteristischen Knacken erkennbar, dem sogenannten "ersten Crack". Dieser tritt zu ähnlichen Zeitpunkten (die Unterschiede bedeuten jedoch signifikante Änderungen im Charakter eines Kaffees) und bei ähnlichen Temperaturen bei jeder Rohkaffeesorte auf. Der erste Crack ist vergleichbar mit dem Aufpoppen von Mais bei der Herstellung von Popcorn, nur weniger massiv. Nach dem ersten Crack geschieht kein signifikanter Volumenzuwachs mehr. Gegen Ende der Röstung kann man jedoch feststellen, dass sich die Außenhülle der Bohnen von leicht schrumpelig zu glatt verändern.

Gewichtsveränderung bei der Röstung

Die Gewichtsveränderung ist primär auf die starke Reduzierung des Wassergehalts zurückzuführen. Je länger und bei je höheren Temperaturen ein Kaffee geröstet wird, desto mehr Wasser verliert er, entsprechend wird er leichter. Volumenzuwachs und Gewicht sind daher Gegenspieler, kürzere Röstungen produzieren kleinere Bohnen mit mehr Gewicht, längere Röstungen größere und leichtere Bohnen. Dies hat jedoch keine Aussagekraft auf die Qualität des gerösteten Kaffees. Wichtig zu wissen ist, dass der Gewichtsverlust primär durch das Verdampfen des im Rohkaffee enthaltenen Wassers bedingt ist.

Der Wassergehalt wurde in der Artikelserie bereits mehrfach angesprochen. Da dieser für den Ablauf einer Röstung entscheidend ist, greifen wir das Thema hier nochmals mit etwas mehr Tiefe auf. Bei der Verarbeitung von Rohkaffee geht es beim Wassergehalt darum, die Menge an Feuchtigkeit soweit zu reduzieren, dass kein Schimmel oder eine andere Form der Zersetzung stattfinden kann. Grundsätzlich ist ein möglichst niedriger Wassergehalt hierfür wünschenswert, jedoch sowohl sensorisch als auch für den Röstverlauf nicht hilfreich. Beim Rösten geschieht ein Großteil der Wärmeübertragung auf den Rohkaffee über Konvektion, also die aufgeheizte Luft, die über die Bohnenoberfläche streift. Die Bohnen rösten von außen nach innen durch. Nun verhält es sich leider so, dass die Wärmeleitfähigkeit von Kaffee nicht sehr gut ist. Die Wärmeleitfähigkeit gibt an, wie gut Wärmeenergie innerhalb eines Stoffes weitertransportiert wird. Das bedeutet, dass bei der Röstung von Kaffee häufig die äußeren Bereiche der Bohnen durchgeröstet sind, im Kern jedoch nicht. Dies hat zahlreiche Auswirkungen, wie im Folgenden erkennbar wird. Der Wassergehalt hat nun einen entscheidenden Einfluss darauf, diesen Umstand zu verbessern, den Wärmetransport ins Innere einer Kaffeebohne zu ermöglichen. Dieser Effekt nimmt im Röstverlauf natürlich ab, da der Wassergehalt bei Erhitzung immer weiter abnimmt.

Wegen des Wassergehalts von Kaffee ist dieser auch im rohen Zustand nicht unendlich lang haltbar. Neben anderen Veränderungen nimmt auch der Wassergehalt ab. Bei korrekter Lagerung kann dies herausgezögert werden, dennoch empfehlen wir, Rohkaffee nicht länger als ein Jahr zu lagern. Insbesondere bei sehr hochqualitativen Kaffees ist eine Veränderung bereits nach sechs bis acht Monaten erkennbar.

Farbveränderung bei der Röstung

Eine Veränderung haben wir bisher unterschlagen, die Farbveränderung. Diese ist ein Nebenprodukt der sogenannten Maillard-Reaktion, die maßgeblich für die Aromenbildung verantwortlich ist. Um es nicht unnötig zu verkomplizieren: Die Maillard-Reaktion ist der Überbegriff für eine (undefinierte) Abfolge kleiner chemischer Teilreaktionen, die in einer Kette sehr schnell hintereinander ablaufen. Hierbei werden die chemischen Bausteine des Rohkaffees umgebaut, zu neuen und anderen chemischen Bausteinen. Auch diese Bausteine bilden wiederum die Grundlage für weitere Reaktionsschritte und werden erneut umgebaut. Dieser Prozess läuft fortwährend ab, solange Energie zugeführt wird besonders intensiv. Neben den unterschiedlichsten Aromen entstehen hierbei sogenannte Melanoidine, die die Kaffeebohne braun verfärben. Zudem werden über den Röstverlauf die Säuren abgebaut, massgeblich ist hierbei die Chlorogensäure.

Enstehung der Aromen beim Rösten von Kaffee

Die Entstehung der Aromen ist abhängig von dem, was der Kaffee als chemischen Ur-Bausatz mitbringt. Hier ist jeder Rohkaffee anders. Die Unterschiede ergeben sich primär aus der Mineralisierung der Anbauböden und weiteren klimatischen und geografischen Eigenheiten des Anbaugebiets. Werden diese Substanzen nun im Verlauf der Maillard-Reaktion umgebaut, entstehen Aromen, diese gehen aber auch wieder verloren. Insbesondere in den frühen Phasen der Röstung zeigen sich vermehrt Aromen aus dem enzymatischen Aromenspektrum. Dies sind filigrane Aromen, die in die Kategorien blumig, fruchtig und kräuterartig eingestuft werden können. Im weiteren Verlauf der Röstung entstehen Aromen, die unter dem Begriff "Sugar Browning" zusammengefasst werden, der Name ist jedoch etwas irreleitend. Unter Sugar Browning werden nussige, karamellige und schokoladige Aromen zusammengefasst. In den späten Phasen einer Röstung entstehen Aromen, die unter dem Begriff "Dry Destillation" zusammengefasst werden, dies sind harzige, würzige und karbonartige (verbrannte) Aromen. Dry Destillation bezeichnet die Verbrennung der Fasern des Kaffees (das Holz). Diese Aromen entstehen immer, bei jedem Kaffee, wenn lange und bei hoher Temperatur geröstet wird. Gleichzeitig verlieren sich jedoch die enzymatischen Aromen und andere Aromen werden durch die stärkere Intensität der Dry Destillation Aromen überdeckt. Kurz: zu stark geröstet schmeckt alles gleich.

Der Zeitpunkt der Entstehung und die Dauer des Vorhandenseins eines Aromas sind wichtige Informationen. Wer schon einmal einen Röster bei der Arbeit gesehen hat, wird festgestellt haben, dass dieser manchmal am Kaffee riecht. Einige Aromen sind bereits während des Röstens erkennbar, andere erst später, nach einigen Tagen der Lagerung. Oft geschieht es jedoch, dass ein Aroma zum Zeitpunkt des Riechens vorhanden ist, das Abkühlen des Kaffees, wenn die Röstung genau zu diesem Zeitpunkt beendet wird, jedoch zu lange dauert. In diesem Fall kann es sein, dass ein Aroma bereits wieder umgebaut wurde, da die Maillard-Reaktion noch weiter läuft. Teil der Entwicklung von Röstprofilen ist daher, den richtigen Zeitpunkt des Röstendes so zu bestimmen, dass mit der ersten Phase der Abkühlung der Punkt erreicht wird, den man erreichen wollte.

Löslichkeit von Kaffee

Ein weiterer Aspekt der Röstung ist die Veränderung der Zellstrukturen des Rohkaffees. Je länger die Röstung andauert und je höher die Rösttemperaturen steigen, desto mehr werden die Zellen aufgebrochen. Dies erhöht die Lösbarkeit der Inhaltsstoffe des Kaffees im Wasser. Der positive Effekt ist insbesondere bei Espresso der sogenannte Körper, bedingt durch die aus dem Kaffee freigesetzten Lipide. Geschmacklich und aromatisch muss man sagen: Es kommt darauf an. Jeder Kaffee verhält sich etwas anders, daher kann man keine Faustregel geben. Außer: Zu dunkel ist nicht gut.

Probleme und Fehler bei der Röstung

Beim Rösten können primär drei Defekte auftreten.

  • Der Kaffee ist unterröstet, dies zeigt sich durch grasige Noten oder Noten von unreifen Gartenfrüchten. Unterrösteter Kaffee wurde zu kurz und/oder bei zu geringer Temperatur geröstet.
  • Der Kaffee ist überröstet, was sich durch schwach bis stark ausgeprägte Verbrennungsnoten zeigt. Überrösteter Kaffee wurde zu lange und/oder bei zu hoher Temperatur geröstet.
  • Der Kaffee ist flach, was sich durch brotähnliche Noten und fehlende Aromen zeigt. Dies ist der Fall, wenn im Röstverlauf Energie fehlt und die Temperatur für zu lange stagniert.

Einflussgrößen bei der Röstung von Kaffee

Wie man sehen kann, geschehen viele Dinge beim Rösten. Dagegen erscheinen die möglichen Einflussfaktoren sehr klein. Röstzeit und Temperatur, viel mehr scheint es auf den ersten Blick nicht zu geben. Tatsächlich sind dies die Hauptfaktoren, die einen Einfluss ausüben. Andere Faktoren, wie konstante Arbeits- und Lagerbedingungen, sind wichtig für konstantes Arbeiten und wiederholbare Ergebnisse. Auf diese Faktoren gehen wir im nächsten Beitrag nochmals ein. Zunächst beschränken wir uns auf die vermeintlich wenigen Faktoren Zeit und Temperatur.

Bei der Zeit gibt es nicht viel zu beachten, man kann länger und man kann kürzer rösten. Viel entscheidender ist es, welche Temperaturen jeweils dabei herrschen und wie die Wärmeübertragung geschieht. Das Ziel ist es, die Maillard-Reaktion in Schwung zu bekommen und diesen Prozess aufrecht zu erhalten. Die Temperatur ist der Schlüssel. Das klingt einfach, ist es aber nicht. Es gibt drei Möglichkeiten der Wärmeübertragung. Konvektion, Strahlung und Kontakt.

  • Konvektion - Von Konvektion spricht man, wenn Wärme über ein Gasgemisch übertragen wird. In unserem Fall ist das die erhitzte Luft, die die Kaffeebohnen umströmt. Konvektion macht den größten Anteil der Wärmeübertragung beim Rösten aus, sollte jedoch nicht ausschließlich verwendet werden.
  • Strahlung - Strahlungswärme wird direkt übertragen, die Sonne sendet Ihre Energie so zur Erde. Im Gegensatz zu Konvektionswärme, dringt Strahlungswärme tiefer in die Bohne ein. Dieser Aspekt ist wichtig, wenn man Kaffees gleichmäßig durchrösten möchte.
  • Kontakt - Die Wärmeübertragung durch Kontakt spielt beim Rösten eine untergeordnete Rolle. Einzig beim Defekt des "Torchings" (verbrannte Stellen an der Bohnenoberfläche) kann erkannt werden, dass Metallteile im Röster zu heiß sind und die Bohnen bei direktem Kontakt verbrennen. Dies gilt es zu vermeiden.

Bei der Planung und Durchführung einer Röstung muss vorab die richtige Energiemenge geplant und zugeführt werden. Bei Trommelröstern ist hier insbesondere die Aufladung des Rösters mit Wärmeenergie zu verstehen (Vorheizen). Dies muss in einem Umfang geschehen, der später eine stabile Steuerung der Röstung über die Brenner ermöglicht. Die Brenner sollten leicht in der Lage sein, die Hitze erkennbar zu erhöhen. Bei Weglassen der Brenner sollte sich jedoch eine Stabilisierung der Temperatur zeigen. Ist der Röster zu sehr mit Energie aufgeladen worden, überhitzt er, die Röstung läuft zu schnell und der Kaffee verbrennt. Wurde zu wenig Energie aufgeladen, können die Brenner den Verlust nicht ausgleichen, die Röstung stagniert, der Kaffee wird flach und schmeckt brotartig. Auch lange Röstzeiten können das nicht retten.

Im nächsten Beitrag werden wir unser gesammeltes Wissen zusammen führen und zur Anwendung bringen. Wer noch nicht alle Artikel gelesen hat, sollte sich nochmal Teil 1 und Teil 2 dieser Serie anschauen.