Skurril: Cold Brew per Laserpuls

Abkürzung zum Trendgetränk: Bisher braucht kalt gebrühter Kaffee mindestens zwölf Stunden, bis er sein Aroma entfaltet. Doch jetzt haben Forschende eine Methode entdeckt, mit der eine Tasse Cold Brew schon in drei Minuten fertig ist. Möglich wird dies durch einen ultrakurzen Laserpuls, der die Inhaltsstoffe des Kaffeepulvers freisetzt, ohne das Getränk zu erhitzen. Wie Analysen belegen, entspricht der resultierende Kaffee in Aroma und Zusammensetzung dem klassischen Cold Brew.

Vor allem im Sommer liegt er im Trend: Cold Brew Coffee erfreut sich wachsender Beliebtheit, wie rasant steigende Verkaufszahlen belegen. Das Problem jedoch: Um diesen „kalt gebrühten“ Kaffee herzustellen, braucht man viel Zeit und Geduld. Denn dafür muss das Kaffeepulver mehr als zwölf Stunden in kaltem Wasser ziehen. Erst dann haben sich die Inhaltsstoffe aus dem Kaffee gelöst, die dem Cold Brew seinen besonders milden, weniger sauren und bitteren Geschmack verleihen.

„Diese zeitraubende Zubereitung macht den Genuss von Cold Brew wenig flexibel und spontan verglichen mit klassisch gebrühtem Kaffee“, erklären Anna Ziefuß von der Universität Duisburg-Essen und ihre Kollegen. Sich mal eben zuhause einen kalt gebrühten Kaffee machen, funktioniert nicht – und bisher können auch spezielle Kaffeemaschinen den Prozess kaum abkürzen.

Laserpulse statt langem Ziehen

Doch jetzt gibt es Abhilfe: Ziefuß und ihr Team haben eine Methode gefunden, mit der sich Cold Brew in nur drei Minuten herstellen lässt – dank ultrakurzer Laserpulse. Auf die Idee kamen die Forschenden durch das sogenannte Laser-Post-Processing, eine Laserbehandlung von Partikelsuspensionen, mit der unter anderem Nanopartikel aus größeren Ausgangsteilchen erzeugt werden können. Der Laserbeschuss zersprengt die Teilchen und löst so die gewünschten Komponenten heraus.

Für ihr Cold-Brew-Experiment haben Ziefuß und ihre Kollegen dieses Verfahren auf in kaltem Wasser gelöstes Kaffeepulver übertragen. Dafür verrührten sie das Gemisch zunächst und beschossen es dann mit ultrakurzen, nur zehn Picosekunden dauernden Pulsen eines grünen Lasers von 532 Nanometer Wellenlänge. Der Clou dabei: So kurze Pulse zerkleinern zwar die Pulverkörnchen, entwickeln aber nicht genug Hitze und Energie, um die organischen Verbindungen aufzubrechen und damit die Aroma-tragenden Moleküle zu zerstören.

Ob der Laser-Kaffe tatsächlich mit dem klassischen Cold Brew mithalten kann, testete das Chemikerteam anschließend durch vergleichende Analysen der beiden kalt gebrühten Varianten und eines gängigen heiß gebrühten Kaffees unter anderem mittels Massenspektrometrie.

Chemie und Aroma ähnlich wie beim Cold Brew

Das Ergebnis: Neben dem Geschmack stimmt auch die Chemie. Der mittels Laserbeschuss erzeugte Kaffee hatte einen ähnlich geringen Säuregehalt wie der klassische Cold Brew. Auch die Koffeinkonzentration bewegte sich in einem ähnlichen Bereich wie bei den herkömmlichen Zubereitungsarten. Wie der Cold Brew enthielt der Laser-Kaffee zudem mehr sekundäre pflanzliche Inhaltsstoffe wie Alkaloide, die als gesundheitsfördernd gelten.

Und auch im Aroma kann der Laser-Kaffe mit dem Cold Brew mithalten, wie das Team berichtet: „Schon die erste subjektive Wahrnehmung deutet darauf hin, dass Cold-Brew und Laser-Kaffee noch mehr flüchtige und halbflüchtige Komponenten enthalten, die beim klassischen Brühprozess verdampfen“, berichten die Forschenden. Das fördert auch das Aroma: „Durch die fehlende Erhitzung bleiben Pyridin und Diphenol erhalten, die dem Getränk seinen Geschmack verleihen“, so Ziefuß.

„Kalter Kaffee“ wird flexibler und schneller

Nach Ansicht des Forschungsteams entspricht ihr Laser-Kaffee damit in allen wichtigen Aspekten dem klassischen Cold Brew – benötigt aber nur einen Bruchteil der Zubereitungszeit. „Die Nutzung von ultrakurzen Laserpulsen ist eine elegante Methode, um den Cold-Brew-Prozess abzukürzen“, konstatieren die Chemiker. Solche Laser könnte daher auch die Basis für neuartige Kaffeemaschinen bilden, die den kalt gebrühten Kaffee schneller und einfacher verfügbar machen.

Ziefuß und ihr Team wollen genau dies im Rahmen einer Ausgründung entwickeln: „So stellen wir uns vor, dass wir entsprechende Lasersysteme für Veranstaltungen, wie Hochzeiten, vermieten. Aber man könnte es auch an Kaffeehäuser verleihen oder lizensieren“, sagt die Chemikerin. Zudem könnte der Prozess in Zukunft auch für die Getränkeindustrie interessant werden, da auch andere Getränke wie Tee oder Matcha auf diese Weise „kaltgebrüht“ werden könnten.

„Cold Brew Coffee ist erst der Anfang, aktuell arbeiten wir an der Entwicklung von weiteren Rezepturen für kalte Erfrischungsgetränke“, sagt Ziefuß. (NPJ Science of Food, 2022; doi: 10.1038/s41538-022-00134-6)

Quelle: Universität Duisburg-Essen