Spektrophotometrische Analyse: Die Nuancen der Farbe von Kaffeebohnen während des Röstvorgangs

Der Prozess des Kaffeeröstens beginnt mit Hitze und dem Aufblähen der pastellgrünen Bohnen. Die Bohnen verlieren zunächst ihre silberne Haut, dann folgen Zyklen von Aufblähungen und Verdunkelungen, die die Farbe der Bohnen von grün über hellbraun bis hin zu den tiefsten Brauntönen verändern. Schließlich schrumpfen die Bohnen und beenden ihren Lebenszyklus mit einer schnellen, sanften Schwärzung und Aushärtung der Schale.

Kaffeebohnen machen eine Reihe von Veränderungen durch, von den grünen Bohnen, die oben rechts zu sehen sind, bis hin zu den dunkleren Farben, die beim Rösten auftreten.
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Die physikalischen Veränderungen, die während des Röstvorgangs auftreten, mögen einfach erscheinen, aber hunderte von chemischen Reaktionen laufen gleichzeitig ab. Proteine, Polysaccharide, Lipide und organische Säuren werden decarboxyliert und dehydriert, während Maillard-Bräunung und Karamellisierung neben Redox- und Polymerisationsreaktionen auftreten. Zusammen führen diese Vorgänge zum Verschwinden einiger Reaktanten und zum Auftreten vieler weiterer, die ihrerseits den Bohnen Geschmack und Aroma verleihen. Wichtig ist, dass Röstmeister die Farbe verwendet haben und immer noch verwenden, um festzustellen, wann eine Röstung die Vielzahl der oben beschriebenen chemischen Veränderungen durchlaufen hat und als "fertig" gilt.

Durch das Rösten entstehen Farbe und Geschmack

Die Anzahl und Vielfalt der chemischen Reaktionen, die Kaffeebohnen durchlaufen können, hängen weitgehend davon ab, wann ein Röstmeister entscheidet, die Bohnen aus dem Röstprozess herauszunehmen, eine Entscheidung, die den endgültigen Geschmack und das Aroma der Bohnen beim Mahlen und Aufbrühen stark beeinflusst. Die am weitesten fortgeschrittenen Röstgrade haben die natürlichen Aromen der Kaffeebohnen verloren und sind hauptsächlich durch den Geschmack und die Aromen des Röstprozesses gekennzeichnet.

Der Grad der Röstung der Kaffeebohnen ist daher ein wesentlicher Schritt in der Endproduktion von Kaffee, und angesichts des Zusammenhangs zwischen der Farbe der Bohnen und dem Röstgrad können Farbveränderungen in den Bohnen als wichtiges Mittel zur Vorhersage des endgültigen Geschmacks des Kaffees dienen.

Der Kaffeegeschmack wird durch eine Vielzahl chemischer Reaktionen beeinflusst, die wiederum davon abhängen, wie und wo die Kaffeebohnen angebaut wurden. Das Röstverfahren und die anschließenden Farbmessungen können ebenfalls eine gute Einschätzung des Geschmacks liefern.
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Die Herausforderung einer genauen Farbmessung

Die Verwendung der Bohnenfarbe zur Bestimmung des Zeitpunkts, an dem der Röstprozess beendet werden soll, ist jedoch nicht ohne Schwierigkeiten. Ein Teil der Herausforderung besteht darin, festzustellen, ob die Farbe, die man sieht, wirklich die gleiche ist, die man zuvor gesehen hat, und zwar aufgrund von drei Phänomenen, nämlich den optischen Eigenschaften der Lichtquelle (Leuchtmittel), des zu untersuchenden Objekts (Kaffeebohne) und des Beobachters (Röstmeister). Diese Eigenschaften wirken sich zusammen auf die Farbigkeit, die Sättigung und den Farbton der Kaffeebohnen aus, und jede tatsächliche oder wahrgenommene Veränderung könnte zu Ungenauigkeiten bei der Erkennung der Bohnenfarbe und in der Folge zu einem "falschen" Kaffee für den Verbraucher führen.

Die Internationale Beleuchtungskommission (International Commission on Illumination, abgekürzt CIE) erkannte die Herausforderung der Farbinterpretation und entwickelte 1913 ein System auf der Grundlage von Normlichtquellen und einer Person mit "durchschnittlichem Sehvermögen", das als CIE L*a*b*-System bekannt ist. Dieses System eignet sich jedoch nicht für die Messung der Farbe von Röstkaffee, da das CIE L*a*b*-Farbspektrum für braune Farben recht klein ist, so dass es für ein überwiegend braunes Produkt nur bedingt geeignet ist. Im Jahr 1995 entwickelte die Specialty Coffee Association of America (SCAA) eigene Standards für die Klassifizierung von Kaffeeröstungen, die auch heute noch verwendet werden. Dennoch gibt es eine Reihe von Möglichkeiten für eine falsche Farberkennung: Die Farben von Kaffeebohnen sind oft nicht homogen, und äußere Faktoren wie Verpackung und Dichte können das, was ein Einzelner sieht, beeinflussen.

Je nach Kontext kann es Unterschiede in der Farbwahrnehmung geben. Diese Unterschiede können jedoch für Kaffeelieferanten, die auf Konsistenz angewiesen sind, verheerend sein.
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Standardisierung der Qualität mit spektralphotometrischer Analyse

Trotz dieser Herausforderungen ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Kaffeeröster ihren gewünschten Röstverlauf standardisieren, um die Integrität des Kaffeegeschmacks zu erhalten. Da die Unternehmen wachsen und die Aufgaben eines Röstmeisters an andere delegiert werden, dienen Farbe und andere Indikatoren (z. B. Temperatur, Zeit, Vorhandensein von Rissen und anderen Geräuschen) als wirksame Methoden zur Annäherung an das Endprodukt. Sobald ein Röstmeister den zu produzierenden "Standardkaffee" identifiziert hat, sind Farbmessungen mit Hilfe von Messgeräten ein wesentlicher Schritt, um den Verlauf des Röstprozesses weiterhin korrekt zu bestimmen.

Das HunterLab ColorFlex EZ Coffee Spektralphotometer ist ein Instrument, das eine solche genaue Identifizierung ermöglicht. Mit Hilfe einer Lichtquelle im Gerät, die die Farbe des normalen Tageslichts annähernd wiedergibt, bestimmt das HunterLab-Spektrophotometer die Farbe der Kaffeebohne oder den Röstgrad, indem es die Farbmessungen einer Probe aus verschiedenen Winkeln aufzeichnet. Die Ergebnisse der Analyse werden einfach auf einen Computer heruntergeladen und liefern die SCAA-Nummer, die Klassifizierung der Röstung und den HunterLab Coffee Color Index (HCCI) für eine genaue und umfassende Messung der Bohnenfarbe und des Röstverlaufs. Durch den Einsatz eines 45°/0°-Reflexionsmessgeräts, das dem menschlichen Auge sehr nahe kommt, stellt HunterLab sicher, dass die Farbe des erzeugten Kaffees den Erwartungen der Verbraucher entspricht.

Unsere neueste Version umfasst auch die Hunter L,a,b- und CIE L*a*b*-Farbdatenanalyse, so dass Kaffeelieferanten das ColorFlex EZ Coffee zur Messung einer Reihe von Nicht-Kaffee-Proben, einschließlich Flüssigkeiten, halbfester Stoffe und Pulver, verwenden können. Aufgrund der einzigartigen Fähigkeit unseres Geräts, Kaffee in jedem Entwicklungsstadium zu messen, können wir den Kaffeelieferanten versichern, dass das ColorFlex EZ Coffee sie bei der Herstellung von Kaffeeprodukten höchster Qualität und Konsistenz unterstützen wird. Für weitere Informationen über die Farbmessung von Kaffee oder eines unserer anderen Spektralphotometer, die an die Bedürfnisse von Kaffeelieferanten angepasst werden können, bitte kontaktieren Sie HunterLab noch heute.