Warum Kaffee bitter schmeckt, und warum Koffein kaum schuld ist

Entzieht man Kaffee das Koffein, schmeckt die Tasse trotzdem bitter. Wer entkoffeinierten Kaffee trinkt, lebt mit dieser Tatsache und fragt selten nach, weil die geläufige Erklärung so sauber klingt: Koffein ist bitter, Kaffee enthält Koffein, Fall erledigt. Eine Arbeitsgruppe für Lebensmittelchemie an der Technischen Universität München hat gerösteten Kaffee über Jahre Verbindung für Verbindung zerlegt und die Bruchstücke einem geschulten Panel vorgelegt. Ihre Antwort darauf, warum Kaffee bitter schmeckt, fällt nüchtern aus. Das Molekül, das alle beschuldigen, spielt eine Nebenrolle, und die Stoffe, die die Arbeit erledigen, stecken überhaupt nicht in einer grünen Bohne.

Koffein erklärt etwa 15% der Bitterkeit von Kaffee

Thomas Hofmann, Professor für Lebensmittelchemie und molekulare Sensorik an der Technischen Universität München, nannte die Zahl, als die Arbeit im August 2007 auf der 234. nationalen Tagung der American Chemical Society vorgestellt wurde. Nur 15% der Bitterkeit, die ein Trinker wahrnimmt, geht auf Koffein zurück. Der Rest stammt aus zwei Verbindungsklassen, die eine grüne Bohne gar nicht enthält.

Damit wandert die Frage von der Bohne zum Röster. Die Bitterkeit von Kaffee ist keine Eigenschaft, die der Samen mitbringt. Sie wird hergestellt, absichtlich oder versehentlich, irgendwo zwischen dem Fall in die Trommel und dem Wasser, das auf das Mahlgut trifft.

Bitterer Geschmack im Kaffee entsteht erst im Röster

Zuerst entstehen die Chlorogensäurelactone, unter Chemikern als Chinide bekannt. Grüner Kaffee steckt voller Chlorogensäuren, und Hitze ordnet sie zu Lactonen um, deren Bitterkeit die meisten Trinker eher als kaffeetypisch denn als hart einordnen würden. Eines davon, eine Waisenverbindung, die das Münchner Labor isolierte und 3-O-Caffeoyl-epi-gamma-chinid nannte, besitzt eine bittere Erkennungsschwelle von 58 Mikromol pro Liter.

Wie lange die Hitze läuft, entscheidet darüber, wie viele davon überstehen. Eine Studie aus dem Jahr 2010 aus demselben Labor röstete Bohnen bei 260 Grad Celsius zwischen 60 und 600 Sekunden lang, hielt die Zeit danach bei 240 Sekunden fest und fuhr die Temperatur von 190 bis 280 Grad durch. Diese Chinide bildeten sich am besten bei leichten bis mittleren Röstgraden und bauten sich wieder ab, sobald härter geröstet wurde, wodurch das Fenster für angenehme Bitterkeit schmaler ausfällt, als ein Röstgrad auf der Packung vermuten lässt.

Was die Hitze bildet, sobald die Chinide verschwinden

Bauen sich diese Lactone ab, hinterlassen sie etwas Raueres. Die Münchner Chemiker erhitzten Kaffeesäure für sich allein, fanden eine Bitterkeit, die das Panel als Erinnerung an stark gerösteten Espresso beschrieb, durchsuchten anschließend die Reaktionsprodukte und isolierten 10 bittere Verbindungen. Acht davon waren mehrfach hydroxylierte Phenylindane, fünf zuvor nie beschrieben. Die Erkennungsschwellen reichten von 23 bis 178 Mikromol pro Liter.

Dunkel gerösteter Kaffee trägt sie in Menge, und bitterer Geschmack im Kaffee ändert damit seinen Charakter, nicht bloß seine Höhe. Eine zu weit getriebene Tasse bleibt nach dem Schlucken hängen, statt sich zu verziehen. Die American Chemical Society gab den Befund damals bekannt, mit der Röstung und nicht der Bohne als entscheidendem Faktor.

Eine Zunge mit 25 Bitterrezeptoren

Kein Trinker trennt ein Chinid vom Phenylindan über den Geschmack, und der Grund liegt in der Anatomie. Der Mensch trägt rund 25 Bitterrezeptoren, die TAS2R-Familie, gegen Tausende bitterer Moleküle in der Nahrung. Eine Arbeit aus dem Jahr 2010 in Chemical Senses konfrontierte alle 25 mit 104 natürlichen und synthetischen Bitterstoffen und fand die Abstimmung höchst ungleich. Drei Rezeptoren erfassten zusammen etwa 50% aller getesteten Substanzen, während 19 der Verbindungen bis zu 15 Rezeptoren gleichzeitig ansprachen.

Fünfundzwanzig Sensoren, die über Tausende von Molekülen berichten, melden eine Kategorie, niemals eine Identität. Bitterkeit trifft als ein flaches Signal ein, so wie eine scharfe Tasse unter Säure abgelegt wird, was auch immer sie verursacht hat.

Warum Kaffee bitter schmeckt, in einer Tasse und in der nächsten nicht

Dieselbe Arbeit aus dem Jahr 2010 verfolgte auch, was wann aus dem Mahlgut austritt, und genau dort hat ein Heimbrüher Spielraum. Die Caffeoylchinasäuren und die milden Monocaffeoylchinide werden schnell ausgespült. Die Dicaffeoylchinide lösen sich langsam. Die 4-Vinylcatechol-Oligomere, das harte Ende der Reihe, hafteten stark am gemahlenen Kaffee und gaben sich zuletzt geschlagen.

Das ist Überextraktion, in Molekülen beschrieben statt in Verkostungsnotizen. Gibt man dem Wasser mehr Zeit, mehr Hitze oder mehr Oberfläche, holt es zuletzt das Rauste aus dem Kaffeebett.

Für die nächste Packung lohnt ein billiger Test. Einmal wie gewohnt brühen, dann ein zweites Mal mit der Mühle eine Stufe gröber und allem anderen unverändert. Fällt die Härte weg, kam sie aus dem Wasser und die Lösung liegt auf der Arbeitsfläche. Übersteht sie beide Tassen unversehrt, wurde sie im Röster gebaut, und keine Einstellung in der Küche holt sie wieder heraus.