Was ist die Maillard-Reaktion beim Rösten von Kaffee?

Die Maillard-Reaktion im Kaffee ist ein Karamellisierungsprozess, bei dem sich Zucker unter hohen Temperaturen mit Aminosäuren, Peptiden und Proteinen verbindet.

Dieser Prozess ist sehr wichtig für die Endqualität des Kaffees. Durch ihn erhält das Getreide seine braune Farbe und seine charakteristischen Aromen.

Diese Reaktion wurde erstmals von dem französischen Chemiker Louis Camille Maillard im Jahr 1912 beschrieben. Bei dieser Reaktion kommt es auch zur Bildung von flüchtigen Verbindungen, die für das Aroma verantwortlich sind. Bei der Aufspaltung von Kohlenhydraten und Aminosäuren entstehen dunkel gefärbte Verbindungen, die so genannten Malloide.

Röstverfahren.

Die Röstung von Rohkaffee erfolgt bei Temperaturen über 180 °C, bei denen sich die Geschmacks- und Aromastoffe entwickeln. Außerdem kommt es zu strukturellen Veränderungen im Korn, wobei zahlreiche Wechselwirkungen zwischen den Verbindungen auftreten.

Während des Röstens wird die Wärme des Rösters auf die Bohnen übertragen. Mit dem internen Temperaturanstieg verdampft die Feuchtigkeit aus den Körnern in einem Prozess, der als endothermisch bezeichnet wird. Mit steigender Temperatur kommt es zu exothermen Reaktionen, bei denen flüchtige Verbindungen und CO2 gebildet werden. Wenn der Innendruck steigt, dehnen sich die Körner aus und verursachen kleine Risse in ihren Wänden. Dieser Vorgang wird als Crack bezeichnet.

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Physikalisch-chemische Veränderungen.

Der Röstprozess, der sehr komplex ist, beinhaltet sowohl chemische als auch physikalische Reaktionen. Diese Reaktionen finden bei Temperaturen über 200°C statt. Chemische Veränderungen.

Das Hauptkohlenhydrat in grünen Bohnen ist Saccharose. Während des Röstens wird die Saccharose abgebaut, und eine kleine Menge bleibt im gerösteten Korn zurück. Diese Rest-Saccharose unterliegt einem Pyrolyseprozess (Zersetzung von Stoffen durch die Einwirkung hoher Temperaturen). Die molekulare Struktur des Korns wird durch die Hitzeeinwirkung aufgebrochen) und Karamellisierung. Anschließend wird es im Rahmen der Maillard-Reaktion in Glucose und Fructose hydrolysiert, die dem Kaffee seine Farbe und seinen Geschmack verleihen. Andere Verbindungen, die sich ebenfalls verändern, sind Chlorogensäuren, Lipide und andere stickstoffhaltige Verbindungen.

Physikalische Veränderungen

Die physikalische Veränderung beginnt mit der Farbe des Korns, die von grün zu braun wechselt. Diese Farbe hängt von dem gewählten Röstpunkt ab. Bei der Dehydrierung und Pyrolyse erleidet das Getreide einen Massenverlust von 14 % bis 20 %. Je dunkler die Röstung, desto größer ist der Verlust. Bei mittleren Röstungen liegt der Verlust in der Regel bei 15%.

1 kg Rohkaffee = 850 g gerösteter Kaffee.

Eine weitere Veränderung ist die Vergrößerung der Körner durch die Bildung von CO2 aus dem Dampf und flüchtigen Verbindungen. Das Volumen der Körner kann bis zu 40 % größer werden, während die Dichte abnimmt. Es bilden sich auch Zytoplasmen (Porositäten), in denen sich geschmacksgebende Verbindungen, Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, Mineralien sowie Koffein und Chlorogensäuren einlagern.

Studien legen nahe, dass die im Kaffee enthaltenen Antioxidantien mit dem Koffein oder der Chlorogensäure in den grünen Bohnen in Verbindung stehen könnten. Studien zeigen jedoch, dass die Maillard-Reaktion die Hauptquelle für Antioxidantien ist. Andererseits verlieren Kaffeebohnen während des Röstvorgangs 90 % der Chlorogensäure.

Aus diesem Grund ist grüner Kaffeeaufguss für seinen hohen Gehalt an Chlorogensäure und seine Vorteile bekannt.

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