Wasser und Kaffee: das Kaffeewasser und seine Rolle

Bedeutung des Wassers für den Kaffee

Wasser ist Hauptbestandteil jeder Tasse Kaffee und somit Grundvoraussetzung für ein gutes Ergebnis in der Tasse. Wasser dient als Lösungsmittel für die zu extrahierenden Stoffe aus der Kaffeebohne (z.B. Aromen und Kaffeesäuren) und ist als solches entscheidend für den Geschmack des Kaffees.

Kaffee ist eines der aromareichsten Lebens- und Genussmittel besteht aber trotzdem vor allem aus Wasser. Ca. 92 % bei Espresso und bis zu 98 % bei Filterkaffee. So gilt es vorrangig das Augenmerk auf jenen Hauptbestandteil zu lenken, die das Genusserlebnis entscheidend mitbestimmt: das Kaffeewasser.

Bei der Zubereitung des Kaffeegetränks ist es die Aufgabe des Wassers, die über 1.000 verschiedenen Aromastoffe (über 800 davon sind bereits identifiziert) aus dem gemahlenen Kaffee herauszulösen, zu extrahieren. Dabei geht das Wasser oder vielmehr die darin enthaltenen Mineralstoffe eine chemische Bindung mit den Aromastoffen ein.

Durch diese Bindung verändern sich die Aromastoffe, das Aroma tritt entweder besonders gut und nuancenreich hervor oder es entsteht ein Fehlgeschmack und -geruch. Daher ist auch die Wahl des Wassers bzw. die Wasserbehandlung so wichtig wie die Kaffeebohne oder Kaffeemaschine selbst.

Wasser: Inhaltsstoffe und Bestandteile

Wasser kommt in der Natur nicht in seinem reinsten Zustand vor. So sind im Trinkwasser, je nach Reinheitszustand, meist viele verschiedene Substanzen vorhanden: natürliche Stoffe, wie Mineralien (anorganisch) oder organisch gelöste Stoffe, wie Rückstände aus der Umweltbelastung, wie z.B. Pflanzenschutzmittel, Stoffe aus der Versickerung, feste Partikel und Mikroorganismen.

Die Zusammensetzung des Wassers mit Mineralstoffen und Spurenelementen ist unterschiedlich, je nach Lage der Quelle, aus der das Wasser entstammt oder den beigemischten Mineralien.

Die im Wasser am häufigsten vorkommenden Stoffe sind bei den Kationen Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Eisen und Ammonium und bei den Anionen Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, Nitrit, Nitrat, Sulfat, Phosphat und Hydrogencarbonat. Zudem kommt häufig Kieselsäure, freie Kohlensäure und Sauerstoff vor.

Wassersorten

Man unterscheidet vier Wassersorten:

• Natürliches Mineralwasser
• Quellwasser
• Tafelwasser
• Trinkwasser bzw. Leitungswasser

Für die Kaffeezubereitung ist vor allem das Trinkwasser von Bedeutung. Das Leitungswasser wird zu zwei Dritteln aus Grundwasser und zu einem Drittel aus Oberflächenwasser (Flüsse, Seen, Talsperren) gewonnen. Die Trinkwasserverordnung regelt die Qualität des Trinkwassers. Die Vorschriften der Trinkwasserverordnung beziehen sich allerdings nur auf die Qualität des Wassers bis zum Abgabepunkt, d.h. nicht bis zum Wasserhahn in Haushalt oder Gastronomie. Hier können sich beispielsweise aus den Rohrleitungen noch Kupfer oder Blei hinzu mischen. Die Unbedenklichkeit wird sowohl von Mineralbrunnen als auch in den Wasserwerken regelmäßig überprüft.

Allerdings kommen auch Rückstände aus der Wasseraufbereitung durch die regionalen Wasserwerke vor. Bei der Aufbereitung des Wassers sind eine Vielzahl von Verfahren und chemischen Hilfsstoffen zugelassen. Hierzu zählen insbesondere Chlor und chlororganische Verbindungen, Mittel zur Beseitigung von Trübstoffen und auch Stoffe zur Entfernung von Eisen und Mangan.

Zu beachten ist, dass sich schon kleinste Mengen Chlor (ab 2,5 mg pro Liter Wasser) negativ auf den Geschmack des Kaffees auswirken. Chlor ist ein Desinfektionsmittel und verhindert das Bakterienwachstum in den Leitungsnetzen. Chlor reagiert auch mit organischen Substanzen und bildet Chlor-Nebenprodukte, die ebenfalls unangenehm riechen und schmecken.
Gechlortes Wasser wirkt sich negativ auf Geschmack und Geruch aus, ein bitterer Nebengeschmack überdeckt die feinen und blumigen Aromen, der Kaffee verliert sein harmonisches Profil.

Wasser verfügt grundsätzlich über einen gewissen Gehalt an gelöstem Sauerstoff, dem sogenannten „natürlichen Sauerstoffgehalt“. Für den Kaffeegenuss scheint der Sauerstoffgehalt jedoch unerheblich zu sein. Ein hoher Sauerstoffgehalt ist jedoch insofern von Vorteil, dass er ein Indikator für die Frische und die Lebendigkeit des Wassers ist.

Herausforderungen und Ziele für die Filtration

Ziel der Wasserfiltration ist einerseits eine Verhinderung der Kalkbildung und anderen Störungsverursachern, die Entfernung von unerwünschten Stoffen, wie Schadstoffen, Chlor, Partikel oder Schwermetallen und andererseits gleichzeitig die Verbesserung von Aroma und Geschmack.

Das Wasser kommt in Trinkqualität aus der Leitung und hier entstehen schon die ersten merklichen Unterschiede. Denn je nach Region enthält das Wasser Mineralien und Stoffe in unterschiedlichen Konzentrationen, die den Geschmack massiv beeinflussen.

Im Wesentlichen ist auf zwei Faktoren zu achten: den Härtegrad und den ph-Wert. Die Gesamthärte ist eine Teilmenge des Gesamtsalzgehaltes. Der Gesamtsalzgehalt beschreibt wiederum die Menge aller kationischen und anionischen Verbindungen im Wasser. Gemessen werden also die Mengen von Natrium, Kalium, Eisen, Magnesium, Calcium, Kupfer, aber auch Hydrogencarbonat, Sulfate, Chloride oder Phosphate.

Wasserhärte

Die Gesamthärte beschreibt alle im Wasser gelösten Kationen. Diese setzt sich zusammen aus der Karbonathärte (temporäre oder vorübergehende Härte), das sind Mineralien, die beim Erwärmen als Kalk ausfallen bzw. Kesselstein bilden und Nichtkarbonathärte (Permanenthärte), die prinzipiell nicht als Calcium- oder Magnesiumcarbonat aus dem Wasser entfernt werden kann. Diese gebundenen Ionen können somit beim Erwärmen des Wassers keinen Belag oder Kesselstein bilden.

pH-Wert

Die Wasserhärte geht einher mit dem ph-Wert, der definiert, ob ein Wasser sauer oder basisch (alkalisch) ist. Je weicher ein Wasser desto weniger Kalk, desto geringer der ph-Wert. In der Natur findet man das in Böden aus Granit, Gneis, Basalt oder Schiefer.

Ein hartes Wasser besitzt mehr Kalk und einen höheren ph-Wert (alkalisch). In der Natur kommt das in Regionen mit Sand oder Kalkstein vor. Calcium und Magnesium sind Härtebildner im Wasser, sowie in geringen Mengen Strontium- und Barium-Ionen. Die gelösten Härtebildner können unlösliche Verbindungen bilden, wie z.B. Kalk. Andererseits schützt Kalk vor Korrosion.

Gemessen wird der ph-Wert auf einer Skala von 0 bis 14. Ein pH-Wert von 7,0 zeigt an, dass das Wasser neutral ist. Darunter spricht man von sauer, darüber von alkalisch. Leitungswasser hat laut Trinkwasserverordnung einen pH-Wert von 6,5 bis 9,5 je nach Region, also neutral bis leicht basisch. Im Idealfall sollte das Wasser für die Kaffeezubereitung einen neutralen pH-Wert zwischen 6,5 und 7,5 aufweisen. Zum Vergleich ist Coca Cola mit 2-3 eher sauer, ähnlich wie Zitronensaft mit einem Wert von 2,5.

Saures Wasser betont die Säuren im Kaffee, die aufgrund der Sorte (Arabica-Kaffee besitzt mehr Säure) oder Röstung (helle oder zu schnelle Röstungen) entstehen können. Dadurch kann auch ein unangenehm saurer Geschmack entstehen.

Umgekehrt kann ein basisches Wasser die feinen (erwünschten) Säuren eines Kaffees neutralisieren. Der Kaffee schmeckt dann flach und schal. Canephora (Robusta-Kaffee) hat einen höheren ph-Wert als Arabica. Und Dunkle Röstungen einen höheren Wert als helle.

Säuren sind aber vielfach nicht die Ursache für die Magenprobleme, die manche Menschen mit dem Kaffeetrinken haben. Es sind gewisse Inhaltsstoffe in den Kaffee-Ölen, die die Säureproduktion im Magen anregen. Dunkel gerösteter Kaffee enthält tendenziell weniger dieser Kaffeeöle bzw. darüber hinaus sogar noch Stoffe, die die Magensäureproduktion reduzieren.

Auch im Rahmen einer Enthärtung des Wassers sinkt der ph-Wert, der danach wieder korrigiert werden muss, damit der Kaffee nicht zu sauer schmeckt. Sauer wird ein Kaffee auch dann, wenn er beispielsweise auf der Wärmeplatte steht oder wenn viele unreife Bohnen (z.B. in Billigkaffees) mitgeröstet werden. Ein niedriger ph-Wert sorgt auch für eine Korrosion in den Leitungen.

Die Wasserbehandlung

Bei der Wasserbehandlung kommen Wasserfilter ins Spiel, die auch die jeweils gewünschte Mineralienzusammensetzung regeln. Als Filtersysteme werden Tischwasserfilter (Kannenfilter), Filterkartuschen (im Wassertank) sowie fest installierbare Filterkerzen oder Filterpatronen, meist für die Gastronomie und im Vending-Bereich, eingesetzt. Mit einem regelmäßigen Filterwechsel kann eine gleichbleibende Kaffee-Qualität gewährleistet werden.

Es ist darauf zu achten, dass simple, herkömmliche Entkalkungspatronen neben unerwünschten Partikeln und Stoffen wie Chlor, Blei und Kupfer als Nebeneffekt auch wichtige Mineralien, wie z.B. Magnesium, entfernen können. Dadurch schmeckt das gefilterte Wasser dann oft fad. Denn manche Mineralien wie eben Magnesium oder auch Kalzium dienen als Geschmacksträger. Daher wird in modernen Patronen der Wasserbehandlung, nicht nur entkalkt und gefiltert, sondern heutzutage oftmals auch mit Magnesium mineralisiert. Zum Wohle des Geschmacks.

Wie wird gefiltert?

Die Wasserbehandlung arbeitet meist mit dem Prinzip von Ionentauschern, Aktivkohle und Partikelfiltration. Zur Verhinderung von Kalkbildung, zur Entfernung von nicht erwünschten Geruchs- und Geschmacksstoffen und zum Eliminieren störender Partikel.

Ein Vorfiltervlies entfernt grobe Partikel bzw. hält diese zurück, ein Ionentauscher reduziert die Kationen bzw. die Karbonathärte, verhindert Kalkablagerungen und filtert Chloride und Sulfate, um Korrosion zu vermeiden. Die Aktivkohlefiltration entfernt störende Geschmacks- und Geruchsstoffe, die Feinfiltration hält Partikel bis zu 10 µm zurück.

Umgekehrt kann auch ein zu weiches Wasser hart gemacht werden, indem Mineralgranulate zugeführt werden.

Auswirkungen der (fehlenden) Wasserbehandlung

Optimiertes Kaffeewasser erzeugt im Kaffee die Balance zwischen Säure, Bitter-Nuancen und Süße und entwickelt Aromen, die die Basis für den perfekten Körper eines Espressos bilden.

Aber was passiert, wenn keine Wasserbehandlung erfolgt?

Ungefiltert verringert sich einmal die Lebensdauer der Kaffeemaschine, Ausfall- bzw. Stehzeiten der Maschine sind die Folge aufgrund von Verkalkung oder zerstörten Magnetventilen. Wartungskosten, Service- und Reparaturkosten steigen, genauso die Energiekosten.

Geschmack und Geruch können schlecht oder unangenehm werden, bis hin zur Ungenießbarkeit. Aromen sind nicht erkennbar. Schon die Optik ist wenig ansprechend, auf Tassen oder Gläsern können Flecken und Schlieren entstehen. Die Milch kann flocken, die Crema fällt ein. Der Gesamteindruck kann als unhygienisch bezeichnet werden. Und als Resultat all dieser Fehler erhält man in der Gastronomie unzufriedene Kunden.

Mineralien

Zu viel Eisen hinterlässt einen metallisch rostigen Geschmack, wohingegen das Chlorid eine Art „Schwimmbadeffekt“ mit sich bringt. Zu hohe Sulfatwerte wiederum können den Kaffee schwefelig schmecken lassen und zu hohe Hydrogencarbonat-Gehalte verfälschen den Kaffeegeschmack ins Flache und Bittere.

Bei zu viel an Magnesium oder Calcium entsteht ebenfalls ein bitterer, salziger Fehlgeschmack. Zusammengefasst kann man sagen, dass zu hoher Mineralstoffgehalt die Entfaltung des Kaffeearomas behindert, nicht zuletzt auch, weil die kaffeetypischen Säuren unterdrückt werden.

Sind keine Mineralien vorhanden, schmeckt der Kaffee fad. Er bekommt einen Fehlgeschmack und schmeckt nicht mehr authentisch. Die Aromaentfaltung ist gehemmt.

Ph-Wert

Bei den Kaffeemaschinen sorgt ein saures Wasser dafür, dass Dichtungen, Leitungen und Bauteile zerfressen werden. Beim Geschmack betont ein saures Wasser die vorhandenen Säuren im Kaffee, die z.B. aufgrund der Kaffeesorte (säureintensive Rohkaffees) oder einer (zu) hellen Röstung entstehen können. Dadurch entsteht ein unangenehm saurer Geschmack.

Umgekehrt kann ein basisches (alkalisches) Wasser die feinen – erwünschten – Säuren eines Kaffees neutralisieren. Der Kaffee schmeckt in diesem Fall flach und schal.

Das optimale Kaffeewasser

Für einen richtig guten Kaffee benötigt man ein Wasser mit einem ausgewogenen Mineraliengehalt, das möglichst neutral schmeckt und riecht. Das Wasser soll frisch sein, nicht abgestanden, keine Partikel beinhalten und durch eine ausreichende Sauerstoffsättigung belebend wirken.

Ein No-Go für den Kaffee sind Chlorwasser, Meerwasser, ein kalkhaltiges Mineralwasser, ein destilliertes Wasser oder ein Quellwasser, von dem man die Inhaltsstoffe nicht kennt. Auf ein optimal mineralisiertes Mineralwasser kann jedoch zurückgegriffen werden.