Das Mahlen von Kaffee mit einem Spritzer Wasser reduziert die statische Elektrizität und sorgt für einen gleichmäßigeren und intensiveren Espresso

07.12.2023

Durch das Zerbrechen und die Reibung der Kaffeebohnen beim Mahlen wird Elektrizität erzeugt, die dazu führt, dass Kaffeepartikel verklumpen und am Mahlwerk haften bleiben. Forscher berichten am 6. Dezember in der Fachzeitschrift Matter , dass Kaffeebohnen mit höherer innerer Feuchtigkeit weniger statische Elektrizität erzeugen, was bedeutet, dass weniger Kaffee verschwendet wird und weniger Unordnung zu beseitigen ist. Dieser Effekt kann simuliert werden, indem man den Bohnen unmittelbar vor dem Mahlen eine kleine Menge Wasser hinzufügt. Das Team zeigte auch, dass das Mahlen mit einem Spritzer Wasser einen gleichmäßigeren und intensiveren Espresso ergibt.

"Die Feuchtigkeit, sei es die Restfeuchtigkeit im gerösteten Kaffee oder die beim Mahlen hinzugefügte externe Feuchtigkeit, bestimmt die Menge der beim Mahlen entstehenden Ladung", sagt der Hauptautor Christopher Hendon (@chhendon), ein Materialchemiker an der Universität von Oregon. "Wasser reduziert nicht nur die statische Elektrizität und damit die Unordnung beim Mahlen, sondern kann auch einen großen Einfluss auf die Intensität des Getränks und möglicherweise auf die Fähigkeit haben, höhere Konzentrationen günstiger Geschmacksstoffe zu erreichen.

Diese Verbesserungen bei der Kaffee-Extraktion könnten massive wirtschaftliche Auswirkungen auf die Kaffeeindustrie haben, die einen Wert von 343,2 Milliarden Dollar oder 1,5 % des US-Bruttoinlandsprodukts hat, so die Forscher. "Eine Erhöhung der Konzentration um 10-15 % bei gleicher Kaffeetrockenmasse hat enorme Auswirkungen auf die Einsparung von Geld und die Verbesserung der Qualität", sagt Hendon.

Dass beim Mahlen von Kaffee statische Elektrizität entsteht, ist in der Kaffeeindustrie seit langem bekannt. Diese Elektrifizierung führt zu Klumpenbildung und gelegentlichen Stromschlägen, aber es war wenig darüber bekannt, wie verschiedene Kaffeeeigenschaften zu diesem Phänomen beitragen oder wie es sich auf die Zubereitung auswirkt. Um die Faktoren zu ermitteln, die mit der Erzeugung statischer Elektrizität beim Mahlen von Kaffee zusammenhängen, hat sich Hendon mit Vulkanologen zusammengetan, die ähnliche Elektrifizierungsprozesse bei Vulkanausbrüchen untersuchen.

"Während des Ausbruchs zerfällt das Magma in viele kleine Partikel, die dann in einer großen Wolke aus dem Vulkan austreten, und während dieses ganzen Prozesses reiben diese Partikel aneinander und laden sich bis zu dem Punkt auf, an dem sie Blitze erzeugen", sagt Erstautor und Vulkanologe Joshua Méndez Harper (@josh_ko4tl) von der Portland State University. "Vereinfacht gesagt, ist es ähnlich wie beim Mahlen von Kaffee: Man nimmt die Bohnen und zerkleinert sie zu feinem Pulver."

Die Forscher maßen die Menge an statischer Elektrizität, die beim Mahlen verschiedener im Handel und im eigenen Betrieb gerösteter Kaffeebohnen entstand, die sich nach Faktoren wie Herkunftsland, Verarbeitungsmethode (natürlich, gewaschen oder entkoffeiniert), Röstfarbe und Feuchtigkeitsgehalt unterschieden. Sie verglichen auch die Auswirkungen des Mahlgrads auf die Menge der erzeugten Elektrizität.

Es gab keinen Zusammenhang zwischen der statischen Elektrizität und dem Herkunftsland oder der Verarbeitungsmethode des Kaffees, aber die Forscher fanden einen Zusammenhang zwischen der Elektrifizierung und dem Wassergehalt, der Röstfarbe und der Korngröße. Weniger Elektrizität wurde erzeugt, wenn der Kaffee einen höheren Feuchtigkeitsgehalt hatte und grob gemahlen war. Helle Röstungen erzeugten weniger Ladung, und diese Ladung war eher positiv, während dunklere Röstungen - die auch tendenziell trockener sind - negativ geladen waren und insgesamt mehr Ladung erzeugten. Die Forscher zeigten auch, dass dunkle Kaffeeröstungen bei gleicher Mahlung viel feinere Partikel erzeugen als helle Röstungen.

Als Nächstes untersuchte das Team, ob das Mahlen mit Wasser die Art der Espressozubereitung verändert. Beim Vergleich von Espresso aus identischen Kaffeebohnen, die entweder mit oder ohne einen Spritzer Wasser gemahlen wurden, stellte sich heraus, dass das Mahlen mit Wasser zu einer längeren Extraktionszeit und einem stärkeren Gebräu führte. Das Mahlen mit Wasser führte auch zu Espresso-Shots, die sich von Shot zu Shot ähnlicher waren, womit eine große Hürde für Baristas und industrielle Kaffeebrühanlagen überwunden wurde.

Obwohl sie nur Espresso getestet haben, sagen die Forscher, dass diese Vorteile auch für viele andere Zubereitungsmethoden gelten würden. "Der zentrale materielle Vorteil der Zugabe von Wasser während des Mahlens besteht darin, dass man das Mahlgut dichter packen kann, weil es weniger klumpt", sagt Hendon. "Espresso ist der schlimmste Übeltäter in dieser Hinsicht, aber man sieht den Vorteil auch bei Brühformaten, bei denen man Wasser über den Kaffee gießt, oder bei kleinen Perkolationssystemen wie einer Bialetti für den Herd. Bei Methoden wie der französischen Presse, bei der der Kaffee in das Wasser getaucht wird, wird man keinen Vorteil beim Brühen sehen.

Die Forscher planen weitere Untersuchungen, um herauszufinden, wie man den perfekten Kaffee zubereitet. "Jetzt, da wir wissen, mit welchem Mahlgrad man einen reproduzierbaren Espresso zubereiten kann, können wir versuchen zu verstehen, welche Faktoren zu den sensorischen Unterschieden im Kaffeegeschmack führen", sagt Hendon.

Ihre Arbeit hat auch Auswirkungen über den täglichen Kaffeegenuss hinaus, denn die Elektrifizierung körniger Materialien ist ein aktives Forschungsgebiet in der Materialwissenschaft, Geophysik und Technik.

"Es ist wie der Anfang eines Witzes - ein Vulkanologe und ein Kaffeeexperte gehen in eine Bar und kommen mit einer Arbeit heraus", sagt Méndez Harper, "aber ich denke, es gibt noch viel mehr Möglichkeiten für diese Art der Zusammenarbeit, und es gibt noch viel mehr darüber zu wissen, wie Kaffee bricht, wie er als Partikel fließt und wie er mit Wasser interagiert. Diese Untersuchungen können dazu beitragen, parallele Fragen in der Geophysik zu lösen - ob es um Erdrutsche, Vulkanausbrüche oder die Versickerung von Wasser im Boden geht."

Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.