Mittwoch, 19. Januar 2011

Beiträge des Ruhrgebiets für die kulinarische Welt, Teil I: Der entkoffeinierte Kaffee



Zugegeben, koffeinfreien Kaffee gibt es schon seit 1906, als der Bremer Kaffeehändler Ludwig Roselius ein Verfahren patentieren ließ, bei dem dem Kaffee mit Hilfe von Benzol als Lösungsmittel das Koffein entzogen wird. Unter dem Namen Kaffee HAG wurde dieser koffeinfreie Kaffee schon bald eines der ersten großen Markenprodukte der Welt, hatte aber einen Haken: der Kaffee schmeckte nicht besonders und Benzol war überdies Krebs erregend.

Die Revolution des entkoffeinierten Kaffees fand in 1960er Jahren und ausgerechnet im Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr. 1913 als Kaiser-Wilhelm-Institut gegründet, widmete man sich in am Anfang der Veredelung dessen, was das Ruhrgebiet ausmachte: der Kohle. So war man mit der Entwicklung der Fischer-Tropsch-Methode im Jahre 1925 Wegbereiter für die Verflüssigung der Kohle, so dass man Benzin daraus machen kann. Nach dem zweiten Weltkrieg machte man dann richtig Kohle mit verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Polyäthylenen, zur Homopolymerisation von Propylen und a-Butylen und zur Mischpolymerisation von a-Olefinen. Diese Erfindungen machten Anfang der 1950er Jahre erst den Siegeszug des Plastiks als Werkstoff der modernen Welt möglich und brachten dem Institutsleier Karl Ziegler den Nobelpreis für Chemie ein. Nebenbei widmete man sich der kleinen Welt des Haushalts, etwa mit der Entwicklung des Basisverfahrens zur Herstellung biologisch abbaubarer Waschmittel. Und das Instituts-Mitglied K. Zosel entwickelte eine Methode, wie man grüne Kaffeebohnen weit schonender entkoffeinieren konnte wie bisher. 1970 war es soweit, dass dieses Verfahren patentiert wurde und auch von Kaffee HAG übernommen wurde.

Als Kaiser-Wilhelm-Institut gegründet: das Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim

Wie das funktioniert? Die Antwort gibt der Chemielehrer Prof. Blume auf seiner Internetseite.

„Da Coffein physiologisch hoch aktiv ist und deshalb von vielen Menschen nicht vertragen wird, bemüht man sich, das Gift aus dem ansonsten gern genossenen Kaffee zu entfernen. Das machte man früher zunächst mit Benzol, dann mit chlorierten Kohlenwasserstoffen wie Chloroform, Dichlormethan oder Tetrachlorkohlenstoff, was den Kaffee insgesamt für empfindliche Nasen ungenießbar machte. Die Lösemittelrückstände waren auch ungesund.

K. Zosel vom Max Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim erfand ein Verfahren zur Hochdruckextraktion, bei dem als Extraktionsmittel überkritisches Kohlenstoffdioxid genutzt wird. Dieses Verfahren heißt Destraktion, ein Kunstwort aus Destillation und Extraktion.

Das muss erklärt werden: Für jedes Gas gibt es eine Kombination von Druck und Temperatur, oberhalb derer es nicht verflüssigt werden kann. Das ist der kritische Punkt. Dieser liegt für CO2 bei 76,3 bar und 31 °C. Überkritisches CO2 ist also gasförmig. Man kann es aber dennoch so komprimieren, dass es wie eine Flüssigkeit aussieht und sich auch so benimmt. Das ist aber keine Verflüssigung im Sinne der Änderung der Aggregatszustände! Eine praktisch angewandte Temperatur-Druckkombination ist z. B. 150 bar bei 80 °C.

Bereits das im Sinne des Wortes wirklich verflüssigte CO2 kann in Hochdruckextraktionen als Lösungsmittel dienen. Aber es erfährt beim Übergang in den überkritischen Zustand zusätzlich ein sprunghaft (d. h. um mehrere Zehnerpotenzen) ansteigendes Lösungsvermögen für viele unpolare Stoffe. Damit werden einzelne Substanzen aus komplexen Stoffgemischen selektiv herauslösbar. Das macht man besonders gern bei empfindlichen Naturstoffgemischen.

Man isoliert den gelösten Stoff, indem man das als Lösungsmittel wirkende überkritische CO2 abdestilliert und wieder in den Kreislauf schickt. Auf diese Weise gelingt die schonende Reduzierung des Coffeingehalts von grünen Kaffeebohnen von 0,3 auf etwa 0,1 %. Der Vorteil ist: Die Abtrennung erfolgt ohne Lösemittel-Rückstände und unter Erhalt des geschätzten Kaffeearomas.“

Alles klar?

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