Espressokanne: Die Extraktion beginnt bei 68,7 °C, nicht beim Kochen

Die Regel in den meisten Küchen ist einfach: Espressokanne auf die Platte, warten bis es kocht, warten bis es blubbert, eingießen. Fast nichts davon beschreibt, was das Gerät tatsächlich tut. Forscher von illycaffe und der Universität Triest verkabelten eine handelsübliche Bialetti Moka Express für drei Tassen mit zehn Thermoelementen und einem Drucksensor und ließen zwanzig Brühvorgänge darüber laufen. Der erste Kaffee verließ den Kessel bei 68,7 °C. Gekocht hat dabei nichts, und wenn das vertraute Rasseln einsetzt, ist die bessere Hälfte bereits vorbei.

Woher der Glaube an den Siedepunkt stammt

Die Arbeit ist da unmissverständlich. Die Autoren nennen es einen Glaubenssatz unter den Nutzern einer Herdkanne, dass erst der Siedepunkt bei Normaldruck das Wasser nach oben treibt. Die Messungen widerlegen das. Der Druck steigt zwar, und der Anstieg wird etwa bei 90 °C Kesselwasser deutlich sichtbar, was vermutlich erklärt, warum sich der Glaube hält.

Darunter liegt eine zweite Annahme, die ebenfalls fällt. Der Fühler in der Luft über dem Wasserspiegel misst während des gesamten Vorgangs deutlich weniger als das Wasser darunter, beide stehen also nie im Gleichgewicht. Im Kessel einer Mokkakanne befinden sich zu Beginn 20 cm³ gewöhnliche Luft über dem Wasser, und gerade diese trockene Luft trägt einen großen Teil des Drucks, der das Gebräu nach oben schiebt. Dampf allein erledigt die Arbeit nicht.

Was zehn Thermoelemente in der Mokkakanne gemessen haben

Der Aufbau war dort gewöhnlich, wo es darauf ankommt. Eine Moka Express für drei Tassen von Bialetti Industrie, ihr Kessel mit 220 cm³ gefüllt mit 150 g Wasser, dazu 15 g einer mittel gerösteten 100% Arabica Mischung im Trichter, grob gemahlener Kaffee für den Herd. Eine Elektroplatte lieferte die Wärme, in zwei Serien zu je zehn Durchläufen, eine bei 400 W und eine bei 600 W.

Tabelle 1 der Studie in Applied Thermal Engineering enthält die Zahl, die den Streit entscheidet. In dem Moment, in dem das erste Wasser den Kessel verlässt, beträgt die Wassertemperatur 68,7 °C auf der niedrigen und 70,2 °C auf der höheren Stufe. Über den gesamten Durchlauf liegt der Mittelwert bei 94,3 °C und 97,6 °C. Erst am Ende, wenn 120 g durch sind, erreicht der Kessel 117,2 °C, jenseits des Siedepunkts, weil dann Druck darauf steht.

Das Kaffeebett verhält sich nicht wie ein Filter

Wasser trifft den Kaffee lange bevor etwas in der Kanne ankommt. Der erste Tropfen erscheint oben erst, nachdem rund 40 g den Kessel verlassen haben, also genau dann, wenn die 21 mm starke Schicht endlich durchtränkt ist. Bis dahin kommt oben nichts an, während in der Schicht sehr viel geschieht.

Sobald die Strömung einsetzt, verändert sich die Schicht darunter. Unlösliche Polysaccharide quellen, Partikel verschieben sich, die Porosität sinkt, und der Widerstand, den das Wasser findet, steigt im laufenden Betrieb. Die gemessene Durchlässigkeit im Kaffeebett liegt in der ruhigen Phase zwischen 70 und 400 Millidarcy, mehr als zehnmal niedriger als der einzelne Wert von 2300 Millidarcy, den Gianino 2007 aus einem einfacheren Modell ableitete. Was sich innerhalb eines einzigen Durchlaufs um den Faktor sechs ändert, ist kein Filter, sondern ein Material, das sich bei der Arbeit selbst umbaut.

Was wirklich in der Tasse ankommt, und wie warm

Unterwegs verliert das Wasser Wärme. Die Schicht nimmt einen Teil, das Metall nimmt einen Teil, und die Flüssigkeit, die oben ankommt, ist messbar kühler als die, die den Kessel verlassen hat. Sie beginnt bei 63,0 °C auf der niedrigen Stufe, liegt über den Durchlauf im Mittel bei 78,8 °C und erreicht erst ganz am Schluss 95,8 °C.

Dieser Mittelwert verdient Aufmerksamkeit. Eine Brühtemperatur unter 80 °C ist kühler als das, was eine Filtermaschine liefern sollte, und das erklärt zum Teil, warum der Kaffee aus dieser Kanne schmeckt, wie er schmeckt, und eben nicht wie ein kleiner Espresso. Die Stärke kommt von woanders: 15 g Kaffee gegen 150 g Wasser ist ein weit engeres Verhältnis von Kaffee und Wasser als jeder Filterkaffee.

Das Blubbern ist der Teil, den man abschneiden sollte

Bis etwa 120 g durchgeflossenes Wasser ist der Kessel ein geschlossenes System und die Extraktion verläuft geordnet. Danach fällt der Wasserstand unter das Ende des Trichters, Luft schießt hindurch, und der Rest verdampft schlagartig. Die Autoren tauften das die strombolianische Phase, nach dem Vulkan, und sie kündigt sich mit genau dem rasselnden Geräusch an, das die meisten als Zeichen dafür nehmen, dass der Kaffee fertig ist.

Was dabei herauskommt, ist ein anderes Getränk. Dampf, Flüssigkeit und Feststoff extrahieren gemeinsam bei der höchsten Temperatur und dem höchsten Druck des ganzen Zyklus, und die dabei gelösten Verbindungen nennen die Autoren schädlich für die Qualität des Extrakts. Die Zahlen zeigen es. Eine Extraktionsausbeute von 18% bis 22% gilt gemeinhin als vertretbarer Bereich, unter 16% zählt als Unterextraktion und über 24% als Überextraktion. Veröffentlichte Werte für die Kanne reichen von 27,59% bis 31,9%.

Die Abhilfe ist klein und kostenlos. Die Espressokanne auf die niedrigere Flamme stellen, denn jede Temperatur in der Studie fiel bei 400 W kühler aus als bei 600 W, und sie beim ersten Rasseln vom Herd nehmen, statt zu warten, bis das Geräusch verklingt. Dann probieren und merken, wie viel kühler diese Tasse ist als die Geschichte, die daran hängt.

Und was kommt in den Trichter?

Nichts davon rettet eine Tüte, die seit dem Frühjahr offen steht. Ein Bett kann nur abgeben, was darin steckt, und eine alte Röstung auf kleiner Flamme bleibt eine alte Röstung. Santo Café ist ehrlicher mexikanischer Kaffee, 100% Arabica und immer frisch geröstet, und das ist die eine Variable, die in dieser Studie kein Thermoelement gemessen hat.