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Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007
WI ntersemester 1992/93
übungen im Experimentalvortrag
Genußmittel
gehalten am 20.01.1993
Sandra Eckel
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Inhaltsverzeichnis1. Allgemei nes ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1
2. Kaffee ..•...... a ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 3
3. Kakao•••••••••••••••.•••••••.•••••••••.•••.•••••••.•••••••••••••••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.•••• 11
4. Tee ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••••••••16
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1. All gerneinesJeder, der das Wort "Genußmitte'" hört, äußert sich dazu mit dem Wort
"hrnh " oder verdreht genüßlich die Augen. Aber warum? Da stellt sich die
Frage, wie sind Genußmittel eigentlich definiert? Hier eine Definition aus
dem Lexikon:
tt Bezeichnung fü r Lebensmittel, die nicht wegen ihres Nährwertes, sondern
wegen ihrer anregenden Wirkung auf das Nervensystem, die Geschmacks
organe, das Gefäßsystem und die Verdauungsdrüsen oder wegen anderer
als erstrebenswert geltenden Eigenschaften bzw. Wirkung vom Menschen
'genossen' werden."
Man kann die Genußmittelpflanzen nach ihren Inhaltsstoffen einteilen:
a) Koffein- und theobrominhaltige Pflanzen
Tee
Matetee
Kaffee
Kolanuß
Guarana
Kakao
b ) Nikotinhaltige Pflanzen
Tabak
c) Pflanzen für den Betelbissen
Betel pfeffer
Beteinuß
Gambir
d ) Rauschgifthaiti ge bzw. -erzeugende Pflanzen
Bier
Wein
Koka-Strauch
Schlafmohn
Der Abschnitt d) zählt bereits zu den "Rauschmittel n",
In diesem Vortrag geht es nur um die koffein- bzw. theobrominhaitigen
Pflanzen und dabei besonders um Kaffee, Kakao und Tee.
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Allen drei gemeinsam ist der Inhaltsstoff Koffein, bzw. im Kakao das
außerdem vorkommende Theobromin und im Tee in Spuren Theophyllin.
Sie werden zur Stoffklasse der Purine gezählt, die aus einem bicyclischen
Ringsystem aufgebaut sind, nämlich aus einem Pyrimidin- und einem Imi
dazol ri ng. Die drei wichti gsten Puri nbasenleiten sich vom Xanthi n ab,/0'
wobei die H-Atome der NH-Gruppen stufenweise durch Methylgruppen er
setzt sind. Wegen ihrer stimulierenden Wirkung zählt man diese drei auch
zu den sog. AIkaloiden.
0 0 eH 3 0 eH3H3C, H I
N) H3C, IN, HN N N
O~~ o~~ I ~N,
~o~~N N N, , ,eH) eH 3 eH)
Theophyllin Theobromin Coffein
Inhaltsstotfe coftemhaltrqer Pflanzen In 100 9 eßbarem Antetl (MIttelwerte. R = Rohtaser) (nach Sooc. u. MItarb.)
Tee I 1 KaHee
II ! Kakao
Bestandteile (schwarz.Mate-Tee KaHee Cola' i Kakao' : (Pulver
I Igrun.Blatter)
(Blatter)Samen)
(gerostet) (Samen, (Bohnen, schwachentölt)
I ~
Wasser 7,9 9 7,08g 10.2 9 2,75g 11,759 5.0 9 5,60g
EiweIß 26.0 12.0 11.2 13.3 7,4 11.5 19.8
Fett 5.1 I 4.19 13,1 12,8 1,75 54,0 24,S
Kohlenhydrate 0.8 65.1 6,7 1,5 46.8 8,5 10.84
Ballaststoffe ca. 40.0 5.4 R SO.O 60,0 7,85 R 9.0 A 30,0
MIneralstoffe 5,6 6.25 4.0 4.13 2,9 2.6 6.53
Sonstiges
Gerbstoffe 10.9 9 - - - 3,42g 6.09 -Coffem 3.30 l,07g 1,3Og 1.289 2.16 I 0.2 -Saccharose - - 6.71 1,50 2,75 1 - 1,76
Pentosane - - 5,9 3.68 - 1.5 -TngoneJlin - - 0.97 0,47 - - -Chlorogensäure - - 3,01 4,11 - - -Theobroman 0,17 0.065 - - 0,053 1,2 2,3g
• Werte nach SchormUller
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3
2. KaffeeKoffein sublimiert bereits bei 180°C und kristallisiert in feinen weißen
Nadeln aus.
Versuch 1: Gewinnung von Koffein durch Sublimation
Man gibt ein wenig Kaffeepulver auf ein Uhrglas, bedeckt dieses wie
derum mit einem Uhrglas und erwärmt es langsam auf einer Heizplatte auf
klei ner Stufe. Nach ca. 15 mi n. ist das Keffei n sublimiert und schlägt sich
als dichter Kristaflrasen auf dem oberen, kälteren Uhrglas nieder (Lupe
oder Projektor).
Koffei n- mit diesem Wort verbi ndet jeder Mensch sofort den Kaffee, denn
die anregende Wirkung einer Tasse Kaffee ist in erster Linie auf das
Koffein zurückzuführen, das in Kaffeebohnen zu etwa 1,2% enthalten ist
und von RUNGE 1820 erstmals isoliert wurde.
Eine Durchschnittstasse Bohnenkaffee enthält ca, 80-100 mg Koffein. Das
sind mäßige Koffein-Mengen, die anregend auf die Herztätigkeit wirken.
Die gesamte Herzleistung kann durch Koffein vorübergehend auf das
Dreifache erhöht werden. Der Blutdruck steigt in der Regel etwas an. Die
Beschleunigung des Blutumlaufs hat auch eine Steigerung der Körpertem
peratur (bis zu 1,5°C) zur Folge; Kaffee wird daher auch bei Frostgefahr
empfohlen. Auch Stoffwechsel und Atemtätigkeit werden angeregt. Durch
Koffein wird die Peristaltik des Darms vielfach gesteigert, daher die Tasse
Kaffee am Schluß einer Mahlzeit.
Höhere Koffein-Dosen sind durchweg nachteilig, die "Grenzdosis" ist indi
viduell sehr verschieden. Schon bei einer Gesamtkoffeinmenge von 200 mg
beobachtete man bei ei nzel nen Versuchspersonen Zittern der Hände, BI ut
anstieg im Kopf, Pulsbeschleunigung, Druck In der Herzgegend etc. Aber
die tödliche Koffein-Dosis liegt erstaunlich hoch und ist begreiflicherweise
noch nicht ermittelt. Selbst bekannte Fälle von 3,2 bzw. 5 9 Koffein
führten nicht zum Tode (= 80 Tassen Kaffee). Tierversuchen nach zu ur
teilen, sind erst ca. 10 9 tödlich.
In geringen Mengen genossen, bewirkt Koffein eine Verscheuchung der
Müdigkeit, Beschleunigung der Gedankenabläufe und vorübergehende er
höhte Arbeitsleistung.
Beim Koffein tritt eine allmähliche Gewöhnung ein, man muß die Dosis
ständig erhöhen, um die gleichen Effekte wie am Anfang zu erzielen.
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4
Koffein hat aber auch den Vorteil, daß es normalerweise keIne Sucht her
vorruft und es somit keine Entziehungssymptome gibt. Setzt man den
Kaffeegenuß auch nur 14 Tage aus, so verliert sich eine erworbene
f1Kaffeefestigkeit" vollständig. Allerdings ist man danach überaus empfind
lich gegenüber Koffein.
Für Menschen, die das Koffein nicht vertragen, wurden Verfahren ent
wickelt, um das Koffein dem Kaffee fast vollständig zu erziehen (z.B. von
der Fa. HAG):
Zunächst werden die Rohbohnen mit H2Ü-Dampf aufgeschlossen. Die ge
quollenen Bohnen werden zur selektiven Entfernung des Koffeins mit ver
schiedenen Lösungsmitteln extrahiert, anschließend werden die LM durch
Abdampfen wieder entzogen. Die feuchten Bohnen werden im Vakuum oder
in Warml uft getrock net.
Entkoffei n ierter Kaffee darf noch höchstens 0,1% Koffei n enthalten.
Koffein kann man mit der sog. "Murexid-Probe" nachweisen.
Versuch 2: Murexid-Reaktion
- etwas Kaffee-Pulver mit konz.Ht-os versetzen (gel b)
- auf dem Wasserbad eindampfen
- beräuchern mit konz. NH3 (rotbraun)10\
~c, 0";-1,3 'J);~-t.h« - aJ1.OXQ 0;> (- (8e1b)0'10 IV
- f /
Cf3
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~\ /0\ ,;
Ol /0\
~c, ,vHz~, Hf,N; ,Al/eH3 5Iv;
+/oliVIv
10lN >(O~ÄJ I 1j).O\0'°H / ~o_ 1 I I l- I /"
C~ Cf3 C~ ~
~Q~dh~-~~p~
/Ol /0\
~C,,
Cf{3 Teb-arnef:h( - rv1uN2.xidNH3 NIIV
~)/>
IO~AJ (t-~bl-O..u.n ),,0/ to
C~3 AJfI~ -- CHJ
Ich möchte noch ein wenig näher auf den Kaffee eingehen.
Die Gattung Coffea liefert zwei weltwirtschaftlich bedeutsame Nutzpflanzen,
nämlich Coffea arabica und Coffea canephora (Robusta-Kaffee). 74% der
Kaffee-Welternte stammen von C. arabica, 25% von C. canephora.
Geschichtliches:
Den Namen 11 Kaffee" möchte man mit der abessinischen Provinz Kaffa in
Verbindung bringen, wo die Kaffeebäume wild wachsen. Dies aber ist ein
sprachlicher Kurzschluß. Verfolgt man die Spuren des europäischen "cate"
zurück, so stößt man auf das türkisch-arabische "kahwe", Die Türken
brachten den Kaffee nach Westen und hatten ihn wiederum aus Arabien
mitgebracht. 1576 brachte der deutsche Arzt und Botaniker RAUWOLF von
seiner Orientreise als erster die Kunde vom Kaffee nach Westen. Doch be
reits zwischen 1000 und 1300 war 11 kah weil im arabisch-mohammedanischen
Raum bekannt. Durch die Wanderungen nach Mekka wurden alle islami
schen Völ ker mit dem Kaffee vertraut. 1550 wurde das erste Kaffee-Haus
in Konstanti nopel eröffnet.
Der Kaffee nimmt heute in der Weltwirtschaft die zweite Stelle ein, nach
dem Öl. Mehr als 70 Länder sind an der Produktion beteiligt.
Pflanze:
Die Heimat des Coffea-Strauches ist Afrika (Athiepien, Abessinien). Zur
Ernte wird der Strauch auf 2-2,5 m gestutzt, normalerweise wird er 3-12
m hoch. Er besitzt ledrige, immergrüne Blätter und weiße, jasminähnlich
duftende Blüten. Daraus entwickeln sich die kirschenähnlichen Stein
früchte. Die reife rote Frucht enthält im süßen Fruchtfleisch die bei den
Kerne ("Kaffeebohnen"). Der Kaffee-Strauch gedeiht besonders in tropi-
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schen Höhenlagen. Die Ernte erfolgt südlich des Äquators in den Monaten
Mai-August, nördlich davon Dezember-Januar.
Fruchttlersch(Mesokarp#pulpa)
Fruchthülle(Epikcrp l
Pergamenthaut(Endokarp)
Kaffeebohne(Endosperm)
Abb. Schnitt durch die Kaffeefrucht. (Xachl'itzthum , 1970)
Verarbeitung:
Den Kirschen wird das Fruchtfleisch abgequetscht. Die Bohnen werden in
Gärbassins fermentiert, wodurch das restliche Fruchtfleisch durch Enzyme
abgebaut wi rd. Die Bohnen werden gewaschen und bei 65-85 0 C getrocknet
und anschließend in Schälmaschinen von der Pergamenthaut getrennt.
Diesen so erhaltenen Kaffee bezeichnet man als Rohkaffee.
RÖStprozeß:
Die rohe Bohne bedarf einer thermischen Behandlung, die als Röstprozeß
bezeichnet wird und erst das eigentliche Genußmittel liefert. Beim Rösten
zwischen 200 und 250°C gehen tiefgreifende Veränderungen vor sich. AU
ßerlich erkennt man dies durch
Volumenzunahme um 50-80%
Struktur- und Farbveränderung
Gewichtsminderung
Ausbildung des typischen Aromas
Der Röstprozeß gliedert sich in vier Hauptphasen: Trocknung, Ent
wicklung, Zersetzung und Vollröstung. Die ersten Veränderungen treten
bei 50°C in den Gewebsschichten auf; Eiweiß gerinnt und Wasser ver
dampft. Oberhalb von 100°C bräunt sich die Bohne durch thermische Zer
setzung der organischen Substanz, bei 150°C treten gasförmige Produkte
auf, die zur Volumenzunahme führen. Bei 180-200°C beginnt die Zer-
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setzungsphase, gekennzeichnet durch Sprengung der Bohne und Auftre
ten des Kaffeearomas. Anseht ießend wi rd unter Karamel isierung das Sta
d i um der Volt röstung erreicht, wobei der Wassergehalt auf 1,5-3,5% fällt.
Der Röstprozeß ist gekennzeichnet durch die Abnahme alter und das
Auftreten neuer Inhaltsstoffe.
Der angestrebte Röstgrad kann je nach Land sehr unterschiedlich sein
(USA: heller Kaffee, Italien: Espresso).
Zusammensetzung:TabeUe Zusammensetzung von Röstkaffee&
& Waseergehalt 9,5~~ (5,0 -I:?, 1 O'~).
b Berechnet a18 Glucose.C Berechnet a18 Saccharose.
Tabelle Zusammensetzung von Rohkaffee(Werte in 0h> der Trockenmasse")
\,.assere xtrakt 33 ~9,O-36.2
Remprotein S,7-12,2
Fett 1~,6 8.3-17,0
Red. Zuckerb 0-0,5
Red. Zuckernach Inversions :!-9
Saccharose 6-7Rohfaser 10-11,7
Citronensäure 0,5-1,15
Äpfelsäure 0-0,5Oxalsäure < 0,2
Chlorogensäuren 4,5-11,1
Coffein 1,45 0,9- ~,6
Trrgonell in 0,63 O,:!-I-l,2
::\llnera.18toffe 4,U 3,0- 5.4
& Arabica-Kaffee normaler Röstung.b Berechnet als Summe der Armnosuuren nach
Saurehydrolyse ~ wasserlöslich sind 1,5'}~.
l" ~Iilchsäure, Brenzt raubensäure, Oxalsäure,w einsäure, Cit.ronensaure.
d ,,"'asserlös!lch sind 3.5°0.P Wasserlöslich sind'; .5°0'
1 .),..
Menge (%)
2,5
924
60,200,10
130,10O,~5
0,403,7
0,40,U20,14d
35e
Bestandteil
WasserProteinsPolyseccheride, wasserunlöshchPolysaccharrde, wasserlöshchSaccharoseGlucose, Fructose, ArabmoseLipideAmeisensäureEssigseureNichtflüchtige Säuren"ChloregensäurenCoffeinTrigonellinNicotinsäureFluchtige Aromastoffe)Iineralstoffe (Asche)Unbekannte Bestandteile
~Ienge
:Mittelwert Schwankungsbrelt&
Bestandteil
a) Protei ne:
Beim Erhitzen in Gegenwart von Kohlenhydraten ist das Protein großen
Veränderungen unterworfen, die in der Verschiebung der Aminosäurenzu
sammensetzung vor und nach der Röstung zum Ausdruck kommen.
b ) Kohlehyd rate:
Beim Rösten entstehen vorwiegend unlösliche Polysaccharide. Die in Roh
kaffee vorkommende Saccharose wird abgebaut.
c) Kaffeearoma/Kaffeefarbstoffe:
Bis jetzt sind etwa 700 Verbindungen im Kaffeearoma identifiziert, die im
Zuge der sog. "Maillard-Reaktion ll beim Rösten entstehen. Dies ist ein
komplexes Reaktionssystem, das zu zahlreichen Produkten durch Carbo
nylaminoreaktionen zwischen Aminosäuren und Kohlehydraten führt, unter
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ihnen auch die braunen Farbstoffe, die Melanoidine, die bisher sehr wenig
erforscht wurden.
d) Säuren:
Auch entkoffeinierter Kaffee wirkt noch etwas anregend, besonders auf
den Verdauungstrakt, was auf die Chlorogensäuren zurückzuführen ist.
Dabei handelt es sich um Ester der Kaffeesäure und Chinasäure.
Chmasauren-Chlorogensaure'NchlorogensäurTK.r~ ptcchlorogensaure3.4·0iC3 rfeoyk tunasaure3.5-Dicaffeoylchmasaure....5·D,~((e'O ykhinasaure
H H HX H HH H XH X HX X HX H XH X X
x = Rest t'int'r Hj dro xyzimtxaure
Die Hauptverbindung ist die 3-Caffeoyl-chinasäure = n-Chlorogensäure.
Sie tritt zum Teil als Komplex gebunden mit Koffein auf. Um die Bekömm
Iich keit des Kaffeegeträn ks zu verbessern, wi rd Roh kaffee etwa zwei
Stunden mit überhitztem H2Ü-Dampf behandelt, um die ChJorogensäuren zu
hydratisieren. Solcher Kaffee kommt mit der Bezeichnung "mild" in den
Handel. Beim Rösten wird Chlorogensäure zu 30% abgebaut,
Versuch 3: Chlorogen8äure im Rohkaffee
Roh kaffee mit H2Ü kochen
- Aufguß mit NaN02-Lösung und CH3COOH versetzen (gel b)
- AI kalisierung mit NaOH (karminrot)
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9
NaNoz /CH3ccoH-> ~AJ02 / NQCf!3CQJ
~~ 9(heü
HtJJ2 -+ H+ ~ /-(2.0 -t NO t
"Aitr-öSf- Kat;on 4
HoHC==C-C-oH I(
,,0/ H
n-01(7o~~
COlt{OH
HC-===C-C-oH (I
,~
+AJaOff e--> 10
NI/;
10
H HOC-::::.C -C-OH ft
~ 11"
d ) Trigonellin
= N-Methylnicotinsäure
trägt im wesentlichen zum typischen Kaffeegeruch bei. Beim Rösten wi rd
das zu 0,6% im Rohkaffee vorkommende Trigonellin zu 75% abgebaut. Es
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(t{,
10
entstehen unter anderem Pyridin, Nicotinsäuremethylester, aber vor allem
die physiologisch wichti ge Nicoti nsäu re (Nlacl n), wei I sie als Vitami n wirkt.
Eine Tasse Kaffee deckt etwa 1/10 des Tagesbedarfs.
Versuch 4: Trigoneilin Im Rohkaffee
- 10 9 NCl2W04, 8 ml H3P04 und 75 ml H2Ü 4 Std. unter Rückf'uß kochen
(Isopol ysäure= SCHEIBLERs Reagenz)
- Roh kaffeeextrakt aus V3 damit versetzen (wei ßer Niederschlag)
IVa. 2.. W'0 't -tHlo > ti8 ~.<. 0 '(o
Jsopöej toJe-0qN1~
A~yH,3 ~W;f2. 0Yü -t ~ H2.G
J60flOelj~ Je
+-o// (
C'\ "o" '"H
H3 PW12 <: -t ~ n -> ~hl ~P~2.0l,()JCo43
Der Kaffee ist und bleibt wohl vorerst das Lieblingsgetränk der Deut
schen mit einem pro Kopf-Verbrauch von 190 I im Jahr.
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3. KakaoKakao enthält neben dem Stimulans Theobromi n unter anderem auch 54%
Fett, 11,5% Eiweiß und 6% Stärke und stellt somit auch eine hochwertige
Nahrung dar, weshalb man es auch als Nahrungsmittel mit Genußmittelcha
rakter bezeichnet.
Zusammensetzung lufttrockener K akaokerne
Bestandteile %
Wasser 5,0
Fett 54,0
Coffein 0,2
Theobromin 1,2
Polybydroxyphenole 6,0
Rohprotein 11,5
Zuckera.rten 1,0
Stärke 6,0
Pentosane 1,5
Cellulose 9,0
Cerbonsäuren 1,5
Sonstige Stoffe 0,5
Asche 2,6
Geschichtliches:
Es gitt als sicher, daß Kakao bereits ein Jahrtausend vor der Entdeckung
Amerikas bei Mayas, Atzteken und Inkas eine exklusive Rolle spielte und
als sog. IIGöttertrank" nur von den Auserlesenen genossen wurde. Bei
spielsweise trank Montezuma, der Atztekenherrscher, bis zu 50 Tassen am
Tag. Die Samenkerne der Frucht wurden sogar als Zahlungsmittel genutzt.
Hernando Cortez brachte 1528 den ersten Kakao nach Eroberung des
Atztekenreiches nach Europa. Die ungesüßten Kakaozubereitungen der
Atzteken mundeten den Europäern gar nicht, der Name "xocoatl " (xococ =sauer, herb und atl = Wasser) traf den Geschmack. Ein spanischer Koch
gab irgendwann Rohrzucker hinzu, und so begann der Siegeszug der Ka
kaoerzeugnisse. Kakao war allerdings zunächst auch in Europa ein Luxus
arti kel an Fürstenhöfen.
Der Name Kakao stammt von dem atztekischen Wort für Samen "cacahu "
ab.
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12
Pflanze:
Der Kakaobaum wächst nur in feuchtheißem Klima rund um den Tropen
gürtel. Hauptan baugebiete si nd Westafri ka, nördl iches Südameri ka und In
donesien. Theobroma cacao (theos = Gott/broma = Speise) wird in Planta
gen auf eine Höhe von 2-4 m beschnitten. Er weist eine kleine botanische
Besonderheit auf: Cauliflorie. Seine Blüten treiben direkt am Stamm und
den Asten aus. Dort reifen dann auch die gurkenförmi gen, 25 cm langen
Beerenfrüchte heran. Die etwa 15 mm dicke Fruchtschale umschließt ein
wohlschmeckendes Fruchtmus (Pulpa), in das 20-40 mandelförmige Kakao
bohnen ei ngebettet si nd. Die Früchte werden im voll reifen Zustand per
Hand geerntet, die Bohnen samt Pulpa herausgelöst.
Verarbeitung:
Dies wird nun einem Gärprozeß, der Fermentation unterworfen. Man
schichtet die Bohnen auf Gärböden, in Körbe oder Kästen und beläßt sie
dort für 2-8 Tage. Dabei steigt die Temperatur des Gärgutes auf 45-50°C
an. Es entstehen neue Aroma- und Geschmacksstoffe. Der Zucker des
Fruchtfleisches vergärt enzymatisch und fließt ab als Gärsaft. Die bitter
schmeckenden Gerbstoffe oxidieren und werden zu angenehm aromatischen
Verbindungen abgebaut. Dabei geht die ürsprünglich helle Farbe allmäh
lich in das Kakaobraun über. Letzte Station sind die Trockenböden. Hier
legt man die fermentierten Bohnen auf sonnenbeschienenen Matten aus
und wendet sie bis zur Trockne immer wieder. Die Roh kakaobohnen wer
den in Säcke verpackt und kommen so in die kakaoverarbeitenden Be
triebe. Deutschland ist dabei der weltweit größte Kakaoverarbeiter.
Weiterverarbeitung:
Fermentierte KAkaobohnen
Rösten
rBrechen
1Vermahlen
rKakaomasse
) Schokoladen---------....... herstellung
1
Kakaoherstellung
1Pressen
rVermahlen
Kakaobutter /Lecithin ~ I Conchieren~-----_......I r
Kakaopulver, Schokoladenmasse
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Als erstes steht die Reinigung auf dem Programm. Danach werden die
Bohnen bei etwa 110°C geröstet. Dabei sinkt der Wassergehalt auf 2%,
schlecht riechende Aromastoffe wie Essigsäureester verflüchtigen sich,
Aroma und Farbe kommen nun vollständig zur Entfaltung. Danach werden
die Bohnen mechanisch gebrochen, um so die unerwünschten Bestandteile
abzutrennen. In dampfbeheizten Mühlen und Walzwerken werden nun die
Zellwände zerrissen, das Fett tritt aus und es bildet sich die Kakaomasse,
Ausgangsprodukt für Schokolade, aber auch für Kakaopulver.
a) Kakaopul ver
Die Kakaomasse wird in einer großen Presse hohem Druck ausgesetzt, die
Kakaobutter fließt klar und goldgelb ab. Der zurückbleibende Preßkuchen
wird staubfein vermahlen zu Kakaopulver. Dieses muß noch mindestens
10% Fett enthalten (stark entölt). Schwach entölter Kakao enthält noch 20
22% Fett.
Versuch 5: Fett in Kakaopulver
- in ein großes Reagenzglas 5 9 Kakao mit Petrolether versetzen
- dort hinein ein kleines Reagenzglas mit Eis
- das alles in 50°C warmes Wasser, damit der Ether schwach siedet
- nach ca. 15 min. den Ether auf ein Uhrglas abgießen und verdampfen
Jassen
- Fett mit Fi Iterpapier aufsaugen
Kakaobutter dient unter anderem als Grundlage für die Zäpfchenher
stellung, aber vor allem zur Schokoladenherstellung.
b ) Schokolade
Zur Kakaomasse kommen nun je nach Geschmacksrichtung die Zutaten wie
Kakaobutter, Milchpulver und Zucker, verfeinert mit Vanille, Zimt oder
Nüssen. Misch- und Knetmaschinen verarbeiten die Mischung zu einer
feinkörnigen Masse. In einem mehrstufigen Walzsystem werden Kakao- und
Zuckerteilchen unter hohem Druck feinst verrieben. Die Schokoladenmasse
wird nun durch Conchieren, d.h, stundenlanges Rühren und Kneten, end
veredelt, bis sie eine geschmeidige einheitliche Struktur besitzt. Durch
Temperieren auf 30°C geht die Kakaobutter in eine stabile Kristallform
über (Smp. 32-34°C). Die so temperierte noch flüssige Masse wird in For
men gefüllt und allmählich abgekühlt, dann den Verpackungsstraßen zu
gefü h rt.
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14
Wei ße Schokolade enthält kei ne Kakaomasse und mindestens 20% Kakao
butter.
Zusammensetzung:
a) Theobromin
Physiologisch bedeutungsvoll ist der Gehalt an Theobromin. Die Wirkung
ist jedoch weit weniger ausgeprägt als beim Koffein. Neben Theobromin
(1,2%) kommt auch Koffein zu 0,2% vor.
Versuch 6: Dünnschichtchromatographie von Theobromin
- Kakaopulver in Aceton lösen und auftragen
- Vergleichslösung von Theobromin auftragen
- Fließmittel: CHCI3/Ethanol/Ameisensäure 88/10/2
Laufzeit ca. 20 min.
- Rf-Wert: 0,42
- Sichtbarmachung unter UV-Licht
Theobromin wirkt schwächer auf das ZNS als Koffein, dagegen wirkt es
stärker auf Muskeln, Herz, Herzkranzgefäße und Nierengefäße, so daß
eine erhöhte Harnausscheidung nach Kakaogenuß zu erkennen ist.
b) Eiweiß:
bis zu 12%
c) Katechingerbstofte:
Die Kakaobohne enthält im wesentl ichen das 1-Epi katechi n (Kakaool)_---'Off
'Off" ,
Ot(
sowie das Kakaorot, ein nur wenig kondensiertes Katechin. Ein Endpro-
dukt nach der Verarbeitung ist das Kakaobraun, ein Gemisch von Gerb
stoffen.
d) Kakaoaroma:
Das Kakaoaroma wird durch die Bearbeitung stark beeinflußt. Es sind mo
mentan 400 flüchtige, das Aroma ausmachende Verbindungen bekannt, wie
Aldehyde, Terpene, Säuren und heterocyclische Verbindungen.
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e) Mineral stoffe:
Neben Kalium, Calcium, Magnesium, Phosphat, hat Kakao auch einen relativ
hohen Gehalt an Eisen-Ionen.
Der menschliche Körper enthält 4-5 9 Eisen. Es ist notwendig für die Bio
synthese des Blutfarbstoffes Hämoglobin, der Katalase, Peroxidase, sowie
ein wesentlicher Bestandteil der Atmungskette. Daraus ergibt sich ein
täglicher Bedarf von 12 mg für Männer und 18 mg für Frauen.
o
tt1/0 - (- H
I
CH201(
~.scorb;~
-\0
10
KOrn('Pex;or>'-:r:erro,"n h
" -f 6H20
/ 1,Ao - ~~~nthtcen - h~dred-Rol-id
Versuch 7: Quantitative Fe2+-Bestimmung in -NuteIla"
Mit 1,1O-Phenantrol in-hyd rochlorid bi Iden Fez+-Ionen e;nen orangeroten
Komplex, der Licht der Wellenlänge 546 nm absorbiert. Man verascht 9 9
NuteIla und arbeitet es sorgfälti 9 auf. Dies pufft man mit Na-acetat auf
pH 5 ab. Die so erhaltenen Fe3+-Ionen werden mit Ascorbinsäure zu Fe2+
reduziert, dann mit Phenantrolinlösung versetzt (genaue Vorschrift bei
Dr. Gerstner). Aus ei ne Fe2+-Stammlösung (0,1 mg Fe2+/rnl) wird vorher
ein photometrisches Eichdiagramm erstellt. Dann mißt man am Photometer
die Extinktion bei 546 nm.
Die Messung ergibt einen bestimmten Wert am mg Fe2+ (s, Eichdiagramm).
In 100 9 Probenmaterial si nd enthalten:
m (Fe2+)/1 00 9 = (x mg • 2 • 100 g) -:- 9 9
HO s.
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4. TeeI1 Tee weckt den guten Geist und die weisen Gedanken.
Er erfrischt Deinen Körper und beruhigt Dein Gemüt.
Bist Du niedergeschlagen, wird Tee Dich errnutl gen. 11
Kaiser Tsching-Nung (2737-2697 v. Chr.)
Geschlchtl iehes:
Viele Legenden umranken die Herkunft des Tees. Die älteste Sage stammt
aus China:
Der Kaiser Shen-Nung soll 2737 v.chr. während einer Reise aus hygieni
schen Gründen Wasser abgekocht haben. Dabei fielen Blätter von ei nem
Baum über ihm ins Wasser, färbten es golden und verliehen ihm ein an
genehmes Aroma. Der Kaiser probierte, es erfrischte ihn und der Tee war
entdeckt.
Sicher aber ist, daß Tee bereits im 1.Jhdt. v.chr, am chinesischen Hofe
getrunken wurde und um 500 n.Chr. Volksgetränk war. Zu der Zeit
brachten buddhistische Mönche den Tee nach Japan. 621 wurde der
Buddhismus Staatsreligion in Japan und der Tee Nationalgetränk. 1600
gelangte der Tee über die Ost-Indische Compagnie nach Europa, die Eng
länder übernahmen das Teemonopol. 1773 Bastoner Tea Party: Ameri kaner
protestierten gegen die Teesteuer, aus englischen Teeklippern wurde die
Teeladung über Bord geworfen. Der amerikanische Unabhängigkeitskrieg
begann.
Heute spielt der chinesische Tee in Europa nur eine untergeordnete Rolle.
Bevorzugt werden kräftige, aromatische Tees aus Indien (Assam, Darjee
li n g) und Sri Lan ka (Cey Ion). Tee ist nach Wasser das weltweit am häu
figsten getrunkene Getränk.
Pflanze:
Tee ist ein Baumgewächs, das für die Kultur buschartig gehalten wird. Es
ist ein immergrüner Strauch mit ledrigen, gezahnten Blättern. Die Blüte
ist wei a-rosa, die Frucht klei n mit harter Schale. Die beiden Ur-Teepflan
zen sind Thea sinensis und Thea assamlca, Diese beiden hat man immer
wieder gekreuzt. Dabei hat sich die Assamhybride als besonders geeignet
gezeigt.
Es werden fast ausschließlich die oberste Blattknospe und die zwei dar
auffolgenden jüngsten Blätter geerntet (two leaves and bud). Altere Blät
ter wirken sich negativ auf die Produktqualität aus.
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Aufbereitung:
Der Tee wi rd noch auf den Plantagen aufbereitet, in fünf verschiedenen
Phasen.
1. Welken:
Beim Welkprozeß werden dem Blatt 30% der Feuchtigkeit entzogen, um es
weich und geschmeidig zu machen. Das Welken erfolgt auf 25-30 m langen
Trockengestellen, die mit Ventilatoren 8-12 h belüftet werden.
2. Rollen:
Das Blatt wird in Roflmaschinen gerollt. Die Zellwände brechen auf, Luft
sauerstoff tritt mit dem Zellsaft in Verbindung. Nun setzt die Fermenta
tion ein, Gerbsäure wird enzymatisch zum Teegerbstoff oxidiert, aus Poly
phenolverbindungen entstehen kupferfarbige Pigmente und die typischen
Aromastoffe (ätherische öle) werden gebildet.
3. Fermentieren:
Die Teeblätter werden auf dem Fermentationstisch bei ei ner Temperatu r
von ca, 30° C ausgebreitet und F rischl uft sowie hoher Luftfeuchti g keit
ausgesetzt. Die Fermentation dauert 2-3 h, die Blätter werden kupferrot,
der Zellsaft wird intensiv oxidiert (s.o.),
4. Trocknen:
In Etagenröstkammern wird der Tee durch 90°C heiße Luft befördert, der
Zellsaft dickt ein, Enzyme werden Inaktiviert und der Wassergehalt sinkt
auf 3%. In ca. 20 mln, ist der schwarze Tee entstanden.
5. Sortieren:
Der Tee wird in Schüttelsieben sortiert:
- Blatt-Sorten (g roße Blattstücke, viele Rippen und Stengel)
- Broken-Sorten (aus fei nen Zwischen ri ppenstücken)
Die feinsten Teeaussiebungen nennt man Fannings oder Dust.
In China, Japan und Taiwan trinkt man den sog. grünen Tee. Er unter
scheidet sich vom schwarzen Tee dadurch, daß er nicht fermentiert
wurde. Sein Aufguß ist daher hellgelb und herb.
InhaJtsstoffe & Wirkung:
a) Gerbstoffe:
Etwa 20-30% der Blatttrockensubstanz bestehen aus Gerbstoffen (Tanni ne).
Dies sind Polyphenole, zu 80% Catechine wie z.B,......-.............. OH
~ Off
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oder aber die sog. Gallotannine, wie das Theogallin, die sich von der
Gall ussäure ableiten.
/0\(I
C-Q Of-/
Tannin (früher als Gerbsäure ist ein Gemisch aus Digatlus
säureglucoseestern. Man erhält es, wenn man die Glucose-Reste durch den
Digalloylrest ersetzt (C76Hs2Ü46):
G!ucose
OH
X=HO~C;O ·)=.T'oOH Hai }-c~O
OHm - 0;gollussäure - Rest
Versuch 8: Gerbstoffe Im Tee
- 5 9 Tee mit Wasser ca.5 mi n. kochen
- fi Itrieren
- Aufguß mit FeCl3-Lösung versetzen => schwarzes Eisengallat
(= Eisengallustinte) fällt aus
Diese Tinte wurde früher in den Skriptorien der Klöster zum Sechreiben
verwandt.
Die Teegerbstoffe wi rken beruhi gend auf den Verdauungstrakt und si nd
daher bei Durchfall einzusetzen.
b) AI kaloide/Purine:
Im Tee sind enthalten Theophyllin, Theobromin und hauptsächlich (zu 3~)
Koffein. Das Koffein ist an die Gerbstoffe gebunden. Dadurch ist es we
sentlich verträglicher als das Koffein im Kaffee, denn es wird erst im
Darm voneinander gelöst. Die Gerbstoffe bremsen und steuern die Wirkung
des Koffeins. Es wirkt nicht schockartig über das Herz auf den Kreislauf
wie beim Kaffee, sondern durch Vermehrung der Gehirndurchblutung di-
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rekt auf das ZNS. Somit erfolgt eine Steigerung der Konzentrations- und
Reaktionsfähi 9 keit.
\\'irkstoff ph)'Siologiscbe \\'Irkuna
Coffl'in (Tcin) VerstärkungderGchrrndurchblutung,Anrl'gung Jc:~ zentralenNl'f' l'nS) stern»
Gerbstoffe antibakterielle unddaherlindernde Wirkung bei Magenund Dannverstimmungen
Coffein + Gerbstoffe wirkenstabilisierend
ätherische Öle stimulieren Geruchsund Geschmacksnerven
Spurensubstanzen wie z:B.
psychlsche "'irkung
belebendSteigerung der Kori/cntrations-.Rcukuonv- und A~\Ollatl(ln~fjhlgkell
anregend. aber nicht aufregend.d.h. geistige und körperliche Kräftewerden mobilisiert, Müdigkeit undErschöpfungszustände werdenverscheucht. wohliges und heiteresBefinden stellen sich ein
werden als Duft und Aromawahrgenommen
Fluor
Kalium
Theophyllin.Theobromin
macht den Zahnschmelzwiderstandsfähiger. daherkarieshemmend
aktiviert einige Körperfunktionenund ersetzt Mineralverlustdurch Sport
wirkt entwässerndAnregende Wirkung auf Atmungund Nervensystem. GünstigeWirkung auf die Blutgefäße.Linderung von Kopfschmerzen
Vitamine der B-Gruppc Aktivicrung zahlreicher(Thiamin, Körperfunktionen.Riboflavin) wichtig für Haut und Augen.
stabilisierend bei Nervosität
c) Ätherische Öle:
Durch sie wi rd der Geruch und das Aroma des Tees bestimmt. Als Ge
ruchsträger sind Aldehyde und Alkohole maßgebend, bisher wurden 23
Aromastoffe gefunden, z.B. Vanillin, Zimtaldehyd und p-Hydroxybenzalde
hyd. Sie alle haben einen leicht anregenden Effekt auf das motorische
System.
d) Vitamine:
Tee enthält sehr geringe Mengen an Vitaminen. Wichtig dabei sind die
Vitamine der B-Gruppe, Thiamin und Riboflavin. Thiamin ist neben seinr
Funktion als Wachstumsvitamin auch bekannt dafür, daß es den Menschen
unempfindlicher gegen Hetze und Streß machen soll. Es ist vielleicht kein
Zufall, daß alle Tee tri n kenden Völ ker wie die Ostasiaten, Russen oder
Engländer eine stoische Ruhe besitzen. "Abwarten und Tee trinken".
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e) Mineralien und Spurenelemente:
Gefunden wurden im Tee wichtige Mineralien wie Kalium, Mangan, Magne
sium, Eisen, Calcium und vor allem Fluorid. Fluorid spielt bei der Karies
prophylaxe eine bedeutende Rolle, da es den Zahnschmelz widerstandsfä
higer macht. Man sagt, bereits 5 Tassen Tee am Tag stellen einen Karies
schutz dar.
Versuch 9: Fluorid Im Tee
- Tee veraschen
- fi Itrieren
- Zugabe zu einer Fe(SCN)3-Lösung (Entfärbung)
/I~c-(5CAl;~ /I 1- (; F -t-at
3--> [Te~J -r 35C/v-
~beos
In seiner Wirkung ist das Getränk Tee vom Verbraucher zu einem ge
wissen Grad steuerbar. Bereits nach zwei Minuten geben die Teeblätter
fast das ganze Koffein frei, während die Gerbstoffe sich langsam lösen
und noch in den nächsten drei Minuten freigesetzt werden. Das heißt, je
kürzer, desto anregender, je länger, desto beruhigender wirkt der Tee
auf Magen und Darm.
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