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Kaffee-Rösten, Röstverfahren, Barista Kurs Rösten

Kaffee-Rösten und Röstverfahren

Was ist Kaffeerösten?

Rösten ist das trockene Erhitzen des Rohkaffees, ohne Wasser oder sonstige, z.B. chemische Zusätze. Durch die Röstung erfahren die Kaffeebohnen die charakteristischen physikalischen und chemischen Veränderungen, die den Kaffee zu dem uns bekannten Produkt werden lassen.

Schon bei 60 °C beginnen die ersten thermischen Zersetzungsprozesse und somit der Röstvorgang, der dann bei ca. 200 - 250 °C endet, je nach Röstverfahren, Röstung und gewünschtem Röstgrad. 

Chemische und physikalische Vorgänge beim Rösten

Die verschiedenen Inhaltsstoffe des Rohkaffees (wie Kohlenhydrate, Proteine, Fettstoffe, Alkaloide und Säuren) reagieren beim Erhitzen miteinander.

Beim Rösten dehnen sich die Zellwände der Bohne aus. Die Kaffee-Öle treten an die Oberfläche. Das Volumen der Bohne nimmt zu (50 - 100 %) und Feuchtigkeit geht verloren (10 - 20 % Gewichtsabnahme). Physisch löst sich die äußere Kaffeehaut von der Bohne und fällt ab.

Einige weitere Vorgänge:

  • Durch die Verbindung von Kohlenhydraten (reduzierende Zucker) und Proteinen wird die Maillard-Reaktion (nichtenzymatische Bräunungsreaktion) initiiert. Bei der Maillard-Reaktion entstehen zahlreiche Aromastoffe des Kaffees, welche im Rohkaffee noch nicht enthalten sind.
  • Wasser ist meist mit einem Gehalt von 10 bis 13 % im Rohkaffee enthalten. Beim Röstvorgang wird dieser Anteil auf 1 bis 2,5 % reduziert, CO2 (Kohlendioxid) und andere Gase entweichen teilweise.
  • Die im Rohkaffee enthaltenen, nicht erwünschten Säuren werden insbesondere durch eine schonende Langzeitröstung zu einem großen Teil abgebaut.
  • Beim Röstprozess entstehen durch den Umbau der Kohlenhydrate wiederum neue, gewünschte Säuren.
  • Die Chlorogensäuren z.B. sind pflanzliche Polyphenole, die während des Röstvorganges ab- bzw. in Melanoidine umgebaut werden. Freie Chlorogensäuren werden vom Körper aufgenommen und können dort als Fänger von so genannten freien Radikalen als Antioxidantien wirken.

Was sind die Bestandteile der gerösteten Bohne?

Ein normaler Tassenaufguss (150 ml) aus 7,5 g Röstkaffee enthält folgende Stoffe, unter der Voraussetzung, dass 90 % der wasserlöslichen Stoffe auch tatsächlich in Lösung gehen:

  • Eiweiß (Summe der Aminosäuren aus der Hydrolyse) 100 mg
  • Eiweiß (Summe der Aminosäuren aus der Hydrolyse) 100 mg
  • Polysaccharide (Mannane etc.) 410 mg
  • Monosaccharide (Glucose, Fructose, Arabinose) 7,0 mg
  • Flüchtige Säuren (Ameisensäure, Essigsäure etc.) 24 mg
  • Nichtflüchtige Säuren (Milch-, Oxal-, Wein-, Zitronensäure etc.) 27 mg
  • Chlorogensäuren 250 mg
  • Lipide 13,5 mg
  • Coffein 80 mg
  • Trigonellin 27 mg
  • Nicotinsäure 1,4 mg. Im Röstkaffee findet sich Vitamin B3 (Nicotinsäure oder Niacin).
  • Flüchtige Aromastoffe 7 mg
  • Bräunungsstoffe 460 mg
  • Mineralstoffe 240 mg, wie Kalium, Kalzium, Magnesium und Phosphor.
    Durchschnittlich ca. 4 %
  • Saccharose 13.5 mg
 

Welche Röstverfahren gibt es?

Geröstet wird meist mit rotierenden Trommeln in Chargen (Trommelröstung) und mit Heißluft. Die Übertragung der Hitze auf das Röstgut erfolgt durch verschiedene thermodynamische Prozesse: konduktiv (Kontakt), konvektiv (Heißluft) oder durch Strahlungswärme.

Diese Methoden sind abhängig von der Art der Röstmaschine und vom gewählten Röstverfahren. Eine Charge entspricht einer bei einem Röstvorgang entstandenen Menge Röstkaffee. Ein erfahrener Röster versteht es, aus einer gleichen Kaffeesorte geschmacklich gleich ausfallende Kaffeechargen herzustellen.

Die Zeit des Röstens ist abhängig vom Röstverfahren, der Temperatur, der Restfeuchte und dem Alter des Röstguts.

Eine Langzeitröstung wird bei niedrigeren Temperaturen (bis maximal ca. 230 bis 240 °C) und einer längeren Röstzeit (12 - 25 Minuten) als bei so genannten Kurzzeitröstungen durchgeführt. Durch diesen Faktor unterscheidet sich das handwerkliche Röstverfahren grundlegend von dem der Industrie-Röstereien.

Diese Industrie-Röstereien rösten meist bei hohen Temperaturen (300 °C bis 500 °C oder sogar noch höher) und kurzen Röstzeiten (90 Sekunden bis 3 Minuten). Vereinfacht ausgedrückt gilt, je langsamer bei niedriger Temperatur geröstet wird, desto besser sind die Ergebnisse in Bezug auf Säureabbau, Aromaentwicklung und Bekömmlichkeit.

Was passiert beim Röstverfahren?

  • zuerst trocknet die grüne Bohne, es erfolgt eine Homogenisierung des Röstguts bei ca. 50 bis 110 °C. In dieser Stufe sind die chemischen Reaktionen noch sehr gering.
  • es folgt eine thermische Spaltung der organischen Verbindungen (Pyrolyse). Die Farbe der Bohne verändert sich. Wenn die Bohnen ein Temperaturniveau von etwa 180 °C erreicht haben, beginnt mit der Karamellisierung der eigentliche Röstprozess. Diese Phase bringt den Röster in das bedeutendste Stadium des gesamten Röstprozesses, da nun die Entwicklung aller sensorischen Komponenten beginnt, wie Aroma, Geschmack, Säure, Bitternoten und Körper.
  • die exothermen Röstprozesse beginnen ab ca. 180 °C: Der Röstimpuls ist der Übergang des Kaffees von der endothermen (energieverbrauchenden) in die exotherme (energieliefernde) Phase. Durch diesen Effekt beginnen die Bohnen ihre Temperatur (Produkttemperatur) signifikant zu erhöhen.
  • Bei einer Temperatur von ungefähr 200 °C erreichen die Bohnen ein Stadium, das als „Erster Crack“ bezeichnet wird. Das sind Geräusche von aufbrechenden Kaffee-Bohnen verursacht durch einen gewaltigen Druck auf die Zellwände (zwischen 6 und 20 bar). Die Bohnen dehnen sich um etwa 50 - 60 % aus.
 

Rösttechnologie: Welche Röstmaschinen werden eingesetzt?

Zunächst unterscheidet man zwischen Chargenröstern und kontinuierlichen Röstern, die dann nochmals je nach Art der Anbringung der Rösttrommel (Zentrifugalröster, Trommelröster, Tangentialröster) und nach der Art der Beheizung unterschieden werden. Die Heizmittel sind meist Gas oder Strom aber auch Öl und selten Holz.

Bei der oft verwendeten Trommelröstung wird der Kaffee in einer rotierenden Trommel geröstet. Die Wärmeübertragung geschieht indirekt durch den Kontakt mit einer von außen beheizten Trommel, den anderen Bohnen und durch die in der Trommel aufgeheizten Luft.

 

Aroma-Entwicklung, Bitterstoffe und Säuren

Typischerweise haben grüne Kaffeebohnen keinen unterscheidbaren Geruch. Erst wenn der Kaffee geröstet wird, bilden sich aromatische Verbindungen und der Kaffee nimmt seine unverwechselbaren Aromen an, ohne die der Kaffeegeschmack nicht erreicht werden kann.

Eine Reihe von chemischen Veränderungen bei den Inhaltsstoffen wie Zucker, Proteinen, Kohlenhydraten und Chlorogensäuren sind dafür verantwortlich. Es gibt über 850 Aromastoffe im gerösteten Kaffee, aber nur ca. 25-30 dieser Aromastoffe machen den Kaffee zu dem, was er ist. Einige dieser Röstaromen sind zwar dominierend, doch kommt das eigentliche Kaffeearoma erst durch das Zusammenwirken der einzelnen Stoffe zustande. Inzwischen sind viele dieser Verbindungen auch chemisch identifiziert.

Es liegt am Röster, diese aromatischen Verbindungen durch seine Röstkunst hervorzubringen. Diese können wiederum auch Aufschluss geben über die Wachstumsbedingungen, das Röstprofil und die Verarbeitungsmethoden der Kaffeebohnen selbst. Zum Beispiel produzieren Furane karamellartige Noten, während phenolische Verbindungen rauchige und würzige Aromen erzeugen.

Das Aroma wird durch den Zusatz von Wasser aktiviert – der Duft bezieht sich auf den Geruch von trockenem Kaffee.

Beim Rösten läuft die so genannte Maillard-Reaktion ab, eine nichtenzymatische Bräunung, bei der aus wenigen Ausgangsstoffen zahlreiche Produkte hervorgehen, wie u.a. Aroma- und Bitterstoffe.

Es reagieren Zucker (wie Glucose oder Fructose) mit Aminosäuren, Peptiden oder Proteinen. Auch die wichtigsten Bitterstoffe sind Maillard-Produkte, die beispielsweise durch thermischen Proteinabbau bzw. Dehydrierung von Kohlenhydraten entstehen.

Bei dunkleren Röstungen entstehen tendenziell mehr Bitterstoffe.

Säuren im Kaffee

Für die erwünschten Säuren sind vor allem Essig- und Zitronensäure (25 %), Apfelsäure (10 %) und Phosphorsäure (6 %) verantwortlich. Feine Säuren sind für ein abgerundetes Geschmacksbild unerlässlich.

Dabei darf eine feine Säure jedoch nicht mit sauer verwechselt werden, zu kurz gerösteter Kaffee schmeckt oft sauer. Sauer ist eine unangenehme, negative Aroma-Eigenschaft. Eine feine Säure hingegen ist spritzig und erzeugt ein harmonisches Geschmacksbild des Kaffees.
Fehlt dem Kaffee die Säure, dann schmeckt er oft flach und schal.

Insgesamt findet man bis zu 100 verschiedene Säuren im Kaffee, wobei die Chlorogensäure mit mehr als 70 % den größten Anteil bildet. Weitere Säuren wie China-, Linol-, Palmitin- oder Oxalsäuren sind ebenfalls vorhanden. Viele dieser Säuren haben einen starken Einfluss auf den Geschmack. Während der Röstung werden bis zu zwei Drittel aller Säuren abgebaut.

Die Kaffeearomen werden in drei große Kategorien unterteilt:
enzymatische, trockene Destillations-Aromen und zuckerbräunende Aromen.

  • Enzymatische Aromen entstehen während des Wachstums und der Verarbeitung und gelten als fruchtig, blumig oder herb.
  • Trockene Destillationsaromen entstehen wie die zuckerbräunenden Aromen während des Röstprozesses, werden meist als würzig und harzig beschrieben und entstehen, wenn Pflanzenfasern verbrannt werden.
  • Die zuckerbräunenden Aromen sind karamellartig, schokoladig oder nussig und entwickeln sich als Folge der o.e. Maillard-Reaktion.

Röststufen und Röstgrade

Generell werden die Röstungen meist auf die Zubereitungsarten bzw. Brühmethoden abgestimmt. Röstgrade unterscheiden sich durch Farbe und Röstdauer. Es gibt Röstungen für Mokka-, Filter-, Espresso- oder Vollautomatenkaffee.

Einheitliche Röstgradbestimmungen gibt es in Europa nicht. Im amerikanischen System gibt es eine Vielzahl von Röstbegriffen, wobei diese aber nicht einheitlich eingesetzt werden. So treten immer öfter amerikanische Röstbegriffe (wie Light Espresso, Continental, European, French, Light French, Viennese, High Roast, Regular Roast, Dark Roast, American- oder Italian Roast, City- und Full City Roast uvm.) auch in unseren Breitengraden auf, tragen jedoch eher zur Verwirrung bei, da sie natürlich nicht einheitlich von den Röstern verwendet werden.

 

Dunkel oder hell geröstet?

Eine Espressoröstung wird tendenziell länger und bei höheren Temperaturen geröstet. Eine Röstung für die Filtermaschine oder French Press-Methode ist kürzer und daher heller als eine vergleichbare Röstung für Espresso.

Dunklere Röstungen besitzen mehr Bittertöne. In den letzten Jahren treten vielfach sehr, sehr helle Röstungen auf den Markt, die fälschlicherweise auch als Espressoröstung verkauft werden.

Grundsätzlich sollte die Kunst des Röstens darin liegen, ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Säure und Körper, Bitterkeit und Süße, zwischen Mundgefühl und Intensität der Aromen im Kaffee zu erzeugen.

Wenn man nicht von Extremen spricht, also zu hell (praktisch nicht fertig geröstet) und zu dunkel (verbrannt), dann hat jede Variante seine Vorzüge. Bei den dunkleren Röstungen werden mehr Säuren abgebaut, es entstehen Bitterstoffe und schokoladige Noten, die den Espressoliebhaber mit der Zunge schnalzen lassen.

Bei den helleren Röstungen sind mehr Säuren enthalten, daher eignen sich diese für viele Filtermethoden und die Frucht im Getränk gibt verstärkt Rückschluss auf die Kaffeekirsche bzw. Kaffeebohne selbst.

 

Meisterklasse des Kaffeeröstens

Beide Röstungen, hell und dunkel, sind präzise durchgeführt ein Teil der Meisterklasse und zeichnen den Kaffeeröster dadurch aus. Denn zu helle Röstungen schmecken sauer, grasig oder getreidig. Zu dunkel geröstete Bohnen können verbrannt, aschig oder erdig schmecken.

Trotzdem sei vor einer gefährlichen Indoktrinierung gewarnt, nicht jede dunkle Bohne ist automatisch erdig, ledrig oder besitzt einen medizinisch-bitteren Geschmack. Die norditalienische Kaffee-Röstung, die wir meist in Österreich trinken, ist alles andere als eine Verbrennung der Bohnen.

Oft wird heute bei den hellen Bohnen auf die erfolgreichen Beispiele in Skandinavien und Amerika verwiesen. Was in diesem Zusammenhang aber verschwiegen wird, ist die Tatsache, dass die USA und Skandinavien Filterkaffeetrinker sind und bei uns der überwiegende Teil der Außer-Haus-Gastronomie aus Espresso besteht. Dass man im Filterkaffee Frucht und viel Säure vorfindet, mag durchaus okay sein, aber beim Espresso sieht das komplett anders aus.

Was spricht gegen leicht bitter-herb beim Kaffee oder gegen Geschmacksnoten wie Karamell, dunkle Schokolade, Kakao, Nougat oder Nüssen im Espresso? Denn wie beim Wein steht die Ausgeglichenheit, also die Harmonie zwischen Frucht, Aroma, Säure und der Bitterkeit (Gerbstoffen, Tanninen) im Vordergrund und nicht das Herausstechen einer einzelnen dieser Eigenschaften, wie z.B. nur das der Frucht oder nur das der Säure.

Aromabildung und Frische des Kaffees

Kaffeeröster arbeiten vielfach mit Röstkurven, um das gewünschte Aroma zu erlangen. Aber die Röstkurve allein macht es nicht aus. Wir haben es mit physischer Transformation zu tun, der Kaffee wird extrahierbar, er ändert Größe, Farbe und Gewicht. Daher sind auch andere Faktoren im Spiel, wie z.B. der Wassergehalt des Rohkaffees, der großen Anteil bei der Aromabildung hat. Wie lange benötigt nämlich der Kaffee zuerst, um zu trocknen, bevor der eigentliche Röstvorgang beginnt, und hier besteht dann ein großer Unterschied, ob eine Rohkaffee-Bohne 8,11 oder 17 % Wasseranteil besitzt.

Gleiches gilt für die Kühlung. Haben die Bohnen die Temperatur von 200 °C und mehr erreicht, müssen sie rasch abgekühlt werden, um die entstandenen Substanzen auch zu erhalten. Aber hier ist die Kernfragen, wie rasch, und wie wird das technisch am besten umgesetzt bzw. wie schnell sollte auf das Aroma bezogen dieser Prozess optimal vor sich gehen?

Auch Ernte, Aufbereitung, Fermentierung oder Entkoffeinierung der Kaffee-Bohne beeinflussen das Röstverhalten und die Aromabildung.

Aromaverlust durch Ausgasen

Und letztendlich ist auch das Ausgasen des Kaffees ein nicht zu unterschätzender Faktor. Für Kaffeeröster ist es nicht nur wichtig, zu verstehen, was zur Entstehung von Aromen führt, sondern auch, wie man diese konservieren kann. Und um die Frische des Kaffees zu bewahren sind das CO2-Verhalten sowie das Verpacken von größter Bedeutung.

Zu wissen, wie viel CO2 im Kaffee ist, wäre ein wichtiger Faktor, hier geht es u.a. auch um den Gehalt an Polyphenolen, die zum Aroma beitragen, aber wie misst und etabliert man diesen Wert? Grundsätzlich behauptet jeder Röster, dass seine Kaffee-Spezialitäten frisch sind, aber wie kann er das messen und verifizieren? Was heißt Frische beim Kaffee? Ist Frische nicht die Bewahrung der ursprünglichen Qualität, also so wie der Kaffee war, als dieser aus der Rösttrommel kam?

Ein Parameter ist sicherlich der CO2-Gehalt, der beim Rösten gebildet wird. Durch das Rösten ist der Kaffee porös geworden und in all diesen porösen Strukturen steckt CO2. Ein Blick auf den CO2-Gehalt ist daher eine gute Möglichkeit, um die Frische zu messen. Umso mehr CO2, desto mehr ist der Kaffee frisch. Bis ca. 2 % des Kaffeegewichts beim Rösten entstehen durch CO2, das allerdings mit der Zeit verloren geht.

Auch gibt es Unterschiede zwischen dem Rösten von Arabica- und Robusta-Kaffee. In der Robusta-Bohne gibt es mehr CO2. Und das hat Auswirkungen auf die Crema. Beim frischen Kaffee haben Sie mehr Crema als beim älteren, gelagerten Kaffee. Und beim frischen Robusta mehr Crema als beim frischen Arabica. Und das CO2 wirkt sich auch auf die sensorischen Aspekte aus: tatsächlich erzeugt CO2 eine Säure, die den gerösteten Kaffee unterschiedlich beeinflusst.

Vom Aroma her heißt das, Kaffee ist ein instabiles Produkt, die Konzentration der Aromastoffe nimmt ständig ab. Misst man das Aroma einer gerösteten Kaffeebohne, kann man schon nach einem Tag einen Frischeverlust feststellen. Aber nicht nur beim Kaffeemahlen gehen viele Aromen verloren. Der Kaffee muss auch schnell und richtig verpackt (Ausgasen, CO2-Wert, Ventilverpackung) und gelagert werden (eine kühle Lagerung verlangsamt z.B. massiv den Frische- und Aromaverlust). Sonst wird der Kaffee flach, fad und geschmacklos.