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HinweisBei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll, das einen Vortrag im Rahmendes Chemielehramtsstudiums an der Uni Marburg referiert. Zur besserenDurchsuchbarkeit wurde zudem eine Texterkennung durchgeführt und hinter daseingescannte Bild gelegt, so dass Copy & Paste möglich ist – aber Vorsicht, dieTexterkennung wurde nicht korrigiert und ist gerade bei schlecht leserlichenDateien mit Fehlern behaftet.

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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

Chemie in der Schule: www.chids.de

Inhaltsverzeichnis1. Allgemei nes ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1

2. Kaffee ..•...... a ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 3

3. Kakao•••••••••••••••.•••••••.•••••••••.•••.•••••••.•••••••••••••••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.•••• 11

4. Tee ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••••••••16


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.


2

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


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.


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


~\ /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-


6

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-


7

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


8

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)


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


(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.


11

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.


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


13

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.


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.


15

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.

(1) ~ :Fe. 3-1 (q9) t

~o ft

Tfo -C-HI

CHzOI-/

~b;()~~

/jv"~

-:> :2


.,


16

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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Hinweis Bei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll ... · Struktur- und Farbveränderung Gewichtsminderung Ausbildung des typischen Aromas Der Röstprozeß gliedert sich in