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Verfahren zur Herstellung von Kaffee-Ersatzmitteln aus Getreide und
Getreidemalz o. dgl. Zusatz zum Patent 337168. Das Verfahren nach Patent 337168
zur Herstellung von Kaffee-Ersatzmitteln aus Getreide und Getrevdemalz, statt deren
auch anderes körnerförmiges Gut, z. B. Lupinen, Verwendung finden kann, besteht
darin, daß das Gut gleichmäßig durchfeuchtet im geschlossenen Druckapparat so lange
mit gespanntem Dampf behandelt =wird, bis eine hinreichende gleichmäßige Aufschließung
der Stärke, fier Eiweißstoffe und der Zellulose eingetreten ist, worauf das so vorbehandelte
Gut in an sich bekannter Weise vorsichtig durchgeröstet wird. Die Durchfeuchtung
des Gutes vor der Behandlung ;mit gespanntem Dampf kann dabei durch Wasser stattfinden,
-dem geeignete Salze, insbesondere Natriumchlori@d oder T#,"alziumchlorid, zugesetzt
sind.
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Das erhaltene Erzeugnis ist bei richtiger Arbeitsweise völlig gleichmäßig
durchgeröstet, besitzt im frischen Zustande einen ausgeprägt kaffeeartigen Geruch,
der sich auch bei zwweckentsprechender Aufbewahrung längere Zeit erhält, und gibt
beim Ausziehen mit siedendem Wasser ein Getränk von wesentlich angenehmerem Kaffeeduft
und Kaffeegeschmack, als die nach der bisher bekannten, aus Getreide und Getreidemalz
hergestellten Kaffee-Ersatzmittel. .
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Zum vollwertigen Ersatz der gerösteten Kaffeebohnen gehört jedoch
auch der Kaffeingehalt. Zwar hängt die anregende Wirkung des Röstkaffees und der
hochwertigen Kaffee-Ersatzmittel auch von den vorhandenen durch Röstung gebildeten
Duft- und Geschmackstoffen ab, aber es steht fest, daß die dem Röstkaffee eigentümliche
Wirkung auf die Geschmacksnerven und besonders auf das Zentralnervensystem in ,der
Hauptsache auf dem Gehalt an Kaffein beruht.
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Mit dem Verfahren des Hauptpatentes läßt sich die Einkörperung des
Kaffeins in besonders zweckents-prechenidier Weise verbinden, und zwar so, daß das
Kaffein völlig gleichmäßig verteilt und eine ähnliche Bindung desselben in dem Erzeugnis
erreicht wird, wie im Kaffee, auch ein irgendwie beachtlicher Verlust an Kaffein
beim Rösten des Gutes vermieden wird in Übereinstimmung mit dem bekannten Verhalten
des Kaffees beim Rösten (vgl. K. L e n d r i c h und E. N o t t b o h m , »Über
den Koffeingehalt des Kaffees und den Koffeinverlust beim Rösten des Kaffees«, Zeitschrift
für Untersuchung der Nahrungs- und Genußmittel =9o9, Bd. 18, Heft 5). Auch bleibt
dabei die in dem Gut bewirkte gleichmäßige Verteilung des Kaffeins in dem Rösterzeugnis
unverändert bestehen, wie sich bei der Prüfung von Stichproben ergibt. Hat man z.
B. i Prozent oder o,5 Prozent Kaffein den Rohstoffen zugesetzt, so enthalten die
Röstprodukte dann etwa i,= bis 1,2 Prozent bzw. 0,55 bis 0,60 Prozent Kaffein,
je nach der Höhe des Einbrandes. Es bestehen also auch hier dieselben Verhältnisse
wie bei rohem und geröstetem Kaffee (vgl. hierzu -die bereits angezogene Arbeit
über den Koffeingehalt des Kaffees). Diese Ausführungsform des Verfahrens besteht
darin,
daß die Körner des Getreides oder Getreidemalzes oder auch anderes geeignetes Gut,
z. B. Lupinen, mit der wässerigen Lösung,der erforderlichenMenge des Kaffeins zunächst
durchfeuchtet und darauf so lange unter Bewegung und Druck erhitzt werden, z. B.
durch Behandeln mit gespanntem Dampf, bis eine hinreichende Aufschließung der Stärke,
der Eiweißstoffe und der Zellulose und hierdurch gleichzeitig die Aufsaugung der
Koffeinlösung und die gleichmäßige Durchdringung des ganzen Korns eingetreten ist.
In dem so behandielten Gut ist das Kaffein in den Zellen des Gewebes gebunden. Die
Bindung beruht ebenso, wie beim Kaffein der Kaffeebohne, -auf einer Afsorptionswirküng.-D"äß
-es sich um eine gleichartige Bindung des Kaffeins in dem hergestellten Kaffee-Ersatzmittel
wie im Kaffee handelt, ergibt sich aus dem Verhalten bei der Behandlung mit Koffeinlösungsmitteln,
wie Benzol, Chloroform, Tetraehlorkohlenstoff. Das Kaffein läßt sich aus dem geröstetenKaffee-Ersatzmittel
ebensowenig unmittelbar ausziehen mit diesen Flüssigkeiten, wie aus dem Röstkaffee
selbst. Sobald .man jedoch die Adsorptionswirkung aufhebt durch Befeuchten des Erzeugnisses
mit Wasser, wird das Kaffein leicht von den angegebenen Flüssigkeiten aufgenommen.
Ausführungsbeispiel. ioo kg- gereinigtes, geputztes, lufttrockenes Getreide oder
Getreidemalz werden mit etwa io Prozent heißem Wasser befeuchtet, in welchem
0,5 Prozent Kaffein - berechnet auf das Rohgut - oder eine entsprechende
Menge eines Koffeinsalzes gelöst sind. Der Koffeinlösung können i bis 2 Prozent
Kochsalz oder Kalziumchlorid, zugefügt sein. Das zweckmäßig in der Wärme durchfeuchtete
Gut wird darauf in einer Druckvorrichtung unter beständiger Bewegung der Einwirkung
von trockenem gespannten Dampf ausgesetzt. Im allgemeinen genügt einüberdruck von
i bis 3 Atmosphären. Bei dieser Durchdämpfung %vird dafür Sorge getragen, daß etwa
entstandenes Kondenswasser nicht mit d'em Gute in Berührung kommt. Die Dämpfung
wird so lange fortgesetzt, bis an Stichproben eine gleichmäßige Aufschließung des
Kornes erkennbar ist, was in der Regel in i bis il/p, Stunden eintritt, und das
Gut .dann in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel des Hauptpatents weiterverarbeitet
wird.
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Die Aufschließung-kann auch so erfolgen, daß -das Kaffein in der zum
Aufschließen und Durchdringen der Körner gerade ausreichenden Menge Wasser gelöst
und unter Bewegung das- Gut mit der Flüssigkeit in der geschlossenen Druckvorrichtung
erhitzt wird. Das Tränken von Getreide mit einer Kaffein enthaltenden Lösung und
nachfolgendes Brennen und ebenso das Tränken von Getreidekaffee selbst mit Kaffein
enthaltenden Lösungen ist zwar bereits bekannt. Neu ist dagegen die Herstellung
eines Kaffee-Ersatzmittels mit einem bekannten Koffeingehalt und der bestimmten
Verteilung und Bindung des Kaffeins, wie es auch in der gerösteten Kaffeebohne vorliegt.
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Nach der britischen Patentschrift 8726/i893 sollen Kaffee-Ersatzmittel,
auch aus Getreide oder Malz, derart hergestellt werden, daß das un;geröstete Gut
unter anderem auch mit einer Kaffein enthaltenden Extraktlösung oder einer wässerigen
Koffeinlösung getränkt und dann ohne weiteres in üblicher Weise geröstet wird.
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Zweck des Verfahres ist, Duft und Geschmack sowie auch die alkaloidischen
Eigenschaften des Erzeugnisses zu verbessern.
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In .dem schweizerischen Patent 65913 ist von einer Durchtränkung
der Rohstoffe mit Kaffein grundsätzlich Abstand genommen. Sollte aus diesem Hinweis
allein die Möglichkeit der Behandlung der Rohstoffe für Kaffee-Ersatzmittel und
insbesondere von Getreide und Malz mit Kaffein als bekannt angenommen werden, so
würde schließlich das hierbei angewandte Verfahren im wesentlichen auf die gleiche
Arbeitsweise wie in dem vorher besprochenen britischen Patent hinauslaufen.
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Nach dem britischen Patent hat nun der Erfinder weder darauf Bedacht
genommen, Erzeugnisse mit einem bestimmten Gehalt an Kaffein herzustellen, noch
hat aderselbe geprüft, ob die gerösteten Erzeugnisse überhaupt Kaffein in gleichmäßiger
Verteilung und in welchen Mengen im Vergleiche mit den gemachten Zusätzen enthalten
haben. Allem Anscheine nach hat der Erfinder angenommen, d'aß je nach denn Käffeingehalt
der zur Durchtränkung des Gutes - angewandten Lösung das Röstprodukt auch eine entsprechende
Menge an Kaffein enthält, eine Annahme, die, -wie später noch gezeigt werden soll,
für das angewandte Verfahren durchaus irrig ist.
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Demgegenüber wird mit dem vorliegenden Verfahren bzw. nach .dem -Verfahren
des Hauptpatents erreicht, daß das zugesetzte Kaffein im Zellinhalt des einzelnen
Kornes und somit im ganzen Gut nicht nur in durchaus gleichmäßiger und feinster
Verteilung, sondern -auch- gebunden enthalten ist, womit der weitere-Erfolg verbunden
ist, daß bei der darauffolgenden Röstung ein nennenswerter Verlust an Kaffein nicht
eintritt, so daß auf diese Weise Kaffee=Ersatzmittel mit einem gelvollten, nur innerhalb
enger Grenzen
schwankenden Kaffeingehalt hergestellt werden können.
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Die feine Verteilung und: Bindung wird erst durch die Behandlung des
mit Kaffein durchtränkten Gutes im Druckapparat erzielt, indem hierbei, infolge
der eintretenden Umwandlung und Verflüssigung des Zellinhaltes des Gutes unter Mitwirkung
der ständigen Bewegung desselben, das ganze Korn von dem gelösten Kaffein leicht
und gleichmäßig durchdrungen und von dem Zellinhalt durch Adsorptionswirkung gebunden
wind. Es ergibt sich dieses aus der Tatsache, daß das kaffeinhaltige Gut nach Beendigung
des Prozesses in seinen physikalischen Eigenschaften sich jetzt ebenso verhält wie
der Bohnenkaffee. Er verliert beim Rösten wie der Bohnenkaffee nur geringfügige
Mengen an Kaffein und' verhält sich auch gegenüber organischen Kaffeinlösungsmitteln
wie dieser. Diese technische Wirkung kann nach dem Verfahren der britischen und
schweizerischen Patentschrift nicht erzielt werden.
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Ganz abgesehen davon, daß nach diesen Verfahren eine gleichmäßige
Durchtränkung von stärkemehlhaltigern Gut, wie es das Getreide und Malz darstellt,
mit einer Kaffeinlösung sehr zweifelhaft erscheint, weil ,die Stärke, entsprechend
ihrem organischen Bau, unter gewöhnlichen, hier vorliegenden Bedingungen nicht quellbar
und demnach auch nicht durchdringbar ist, findet hierbei auch eine Bindung des Kaffeins
in .der einzelnen Zelle nicht statt. Dieses hat zur Folge, daß bei der darauffolgenden
Rösturig das Kaffein zu einem ganz erheblichen Anteil bereits mit den entweichenden
Wasserdämpfen und besonders mit den Röstgasen aus dem Gute ausgetrieben wird, so
daß sich auf diese Weise Kaffee-Ersatzmittel mit einem bestimmten und gleichbleibenden
Kaffeingehalt überhaupt nicht herstellen lassen.
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Zum Beweise hierfür werden-von den hierüber angestellten, zahlreichen
vergleichenden Versuchen, die bis auf die besondere Behandiun:g im Druckapparat
sonst unter den gleichen Bedingungen durchgeführt werden, einige Beispiele angeführt.
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Die Versuche wurden in der Weise ausgeführt, daß je 2 kg Roggen oder
Gerste in einem gut verschließbaren Glasgefäß zunächst auf 6o bis 70° angewärmt
und alsdann unter ständiger rotierender Bewegung portionsweise mit einer 5 bzw.
ro g Kaffein enthaltenden warmen wässerigen Lösung versetzt wurden, so daß das rohe
lufttrockene Gut rechnerisch 0,25 bzw. 0,5 Prozent Kaffein nach der Durchtränkung
enthalten mußte.
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Nachdem die Kaffeinlösung vollkommen aufgesaugt war und die Körner
äußerlich fast trocken waren und nicht mehr an den Glaswandungen hafteten, wurde
die Bewegung eingestellt und das durchtränkteGut noch weitere 24 Stunden der Ruhe
überlassen. Hierauf wurde jeder einzelne Versuch durch Wägen in zwei gleiche Anteile
getrennt, der eine alsbald in der üblichen Weise geröstet, der andere Teil im Druckapparat
nach dem angegebenen Verfahren behandelt und dann geröstet. Die Rösturig erfolgte
in allen Fällen mit demselben Apparat und unter gleichen Bedingungen.
| Unter'suchungserg ebnis. |
| A. B. c. D. |
| Art des Gutes ... . .... ... .. .... .. ... ....... . Roggen
Gerste |
| Menge des Gutes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 2 kg 2 kg 21,9 2 kg |
| Menge des zugesetzten Kaffeins in Prozenten .... 0,25
0,5 0,5 0,5 |
| Mit Kaffein durchtränktes und direkt geröstetes |
| Gut |
| a) Einbrand in Prozenten . . .. . . . . . . . . . . . . 9,1,7
20,3 19,4 19,3 |
| b) Kaffeingehalt in Prozenten . . . . . . . . . . . . . o,=6
0,27 0,29 o,32 |
| c) BerechneterKafleingehaltinProzenten,wenn |
| kein Verlust beim Rösten eingetreten wäre o,3=9 o,627 o,62
o,6=g |
| d) Berechneter Verlust an Kaffein durch das |
| Rösten in Prozenten ........ .- ....... 49,84 5694 53.23
48,3 |
| Mit Kaffein durchtränktes, im Druckapparat b:.- |
| handeltes und geröstetes Gut |
| a) Einbrand in Prozenten . . . . . . . . . . . . . . . . 2I,7
20,3 20,0 19,3 |
| b) Kaffeingehalt in Prozenten ............ 0,30 0,55
0,57 0,54 |
| c) Berechneter KaffeingehaltinProzenten,wenn |
| kein Verlust beim Rösten eingetreten wäre o,3=9 o,627 o,625
o,ö=g |
| d) Berechneter Verlust an Kaffein durch das |
| Rösten in Prozenten ........ ......... 6,o 12,3 8,8 I2,8 |
Aus dem festgestellten Einbrand geht hervor, daß die Röstung in
allen Fällen gleichmäßig durchgeführt worden ist.
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Der unter c berechnete Koffeingehalt der Rösterzeugnisse ist etwas
höher als er in Wirklichkeit sein kann, weil sowohl im Kaffeinlösungsgefäß als auch
in dem Gefäß in dem die Tränkung des Gutes mit der Koffeinlösung erfolgt ist, naturgemäß
kleine Mengen an Kaffein zürückbleiben, die nicht auf das Gut gebracht werden können.
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Im Vergleiche mit dem unter c berechneten und dem unter b gefundenen
Koffeingehalt der Erzeugnisse bestehen bei den im Druckapparat behandelten Erzetigniss?n
nur gering, bei den entsprechend dem britischen Patent durchtränkten und alsbald
gerösteten Erzeugnissen sehr erhebliche Diffdren.zen. Diese Differenzen kommen weiter
in dem Gesamtv erhist an Kaffein unter d zum Ausdrucke, der bei dem nach der britischen
Patentschrift behandelten Verfahren 48 bis 57 Prozent, bei dem nach dem patentierten
Verfahren nur 6 bis 13 Prozent ausmacht.
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Berücksichtigt man weiter, daß, wie schon bemerkt, von diesen Werten
noch ein kleiner Verlust an Kaffein beim Durchtränken des Gutes in Abzug gebracht
werden muß, der sich auf etwa 2 bis 4 Prozent vom Gesamtverlust belaufen dürfte,
so ergibt sich ein wirklicher Verlust an Gesamtkaffein infolge des Rösters bei dem
patentierten Verfahren von etwa 2 bis 9 Prozent, bei dem Verfahren nach der britischen
Patentschrift von 44 bis 53 Prozent. Dieser geringe Verlust von 2 bis 9 Prozent
an Gesamtkaffein tritt aber auch beim Rösten von Bohnenkaffee ein, wie bereits nachgewiesen
worden ist (s. K. L e n -drich und E.* Nottbohm, Ȇber den Koffeingehalt des Kaffees
und den Koffeinverlust beim Rösten des Kaffees«, Zeitschrift für Untersuchung der
Nahrungs- und Genußmittel usw. 29o9, Band 18, Heft Seite 305 uf.).
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Daß bei dem Verfahren der nach der britischen Patentschrift hergestellten
Erzeugnisse ,das Kaffein beim Rösten derselben mit den Wasserdämpfen und, Röstgasen
in erheblichem Maße sich verflüchtigt, wurde noch dadurch festgestellt, daß -die
Wasserdämpfe und Röstgase von Zeit zu Zeit in einem großen Glastrichter, der mit
einer Saugpumpe verbunden war, angesaugt und auf der kühlen Glaswandung niedergeschlagen
wurden. Hierbei bedeckte sich die Wandung stets mit feinen Kristallnadeln von Kaffein,
außerdem bildeten sich an den Austrittsstellen des Dampfes und des Röstgases an
der Trommel größere Kristallkrusten von Kaffein.
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Mit diesen Ausführungen dürfte zur Genüge bewiesen sein, d@aß gegenüber
den Verfahrender angezogenen britischen und schweizerischen Patentschrift mit dem
patentierten Verfahren eine neue technische Wirkung dahin erzielt wird, daß das
dem rohen Gute zugefügte Kaffein beim Rösten desselben nicht, wi.e bei den ersteren
Verfahren, zum erheblichen Teil ausgetrieben wird und sich verflüchtigt, sondern
vielmehr in demselben in feinster und gleichmäßiger Verteilung verbleibt, so daß
hiernach ohne weiteres Kaffee-Ersatzmittel finit bestimmtem Koffeingehalt hergestellt
-werden können.