1. All gerne i nes

des Chemielehramtsstudiums an der Uni Marburg referiert. Zur besseren

Durchsuchbarkeit wurde zudem eine Texterkennung durchgeführt und hinter das eingescannte Bild gelegt, so dass Copy & Paste möglich ist – aber Vorsicht, die Texterkennung wurde nicht korrigiert und ist gerade bei schlecht leserlichen Dateien mit Fehlern behaftet.

Alle mehr als 700 Protokolle (Anfang 2007) können auf der Seite

http://www.chids.de/veranstaltungen/uebungen_experimentalvortrag.html eingesehen und heruntergeladen werden.

Zudem stehen auf der Seite www.chids.de weitere Versuche, Lernzirkel und Staatsexamensarbeiten bereit.

Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007

WI ntersemester 1992/93

übungen im Experimentalvortrag

Genußmittel

gehalten am 20.01.1993

Sandra Eckel

1. Allgemei nes •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1 2. Kaffee ..•...a • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 3 3. Kakao •••••••••••••••.•••••••.•••••••••.•••.•••••••.•••••••••••••••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••11 4. Tee ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••••••••16

1. All gerne i nes

Jeder, 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:

ttBezeichnung für 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.

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. AI kaloiden.

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eH

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H₃C, ^{H I}

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Theophyllin Theobromin Coffein

InhaltsstotfecoftemhaltrqerPflanzen In 1009eßbarem Antetl (MIttelwerte.R=Rohtaser) (nachSooc.u. MItarb.)

Tee

I

I

I ! Kakao

Bestandteile (schwarz. Mate-Tee KaHee Cola' i Kakao' : (Pulver

I Igrun.

Blatter) (Blatter)

Samen) (gerostet) (Samen, (Bohnen, schwach entölt)

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. Kaffee

Koffein 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, BIut- 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.

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)

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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 ¹¹Kaffee" 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 ¹¹kah 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-

schen Höhenlagen. Die Ernte erfolgt südlich des Äquators in den Monaten Mai-August, nördlich davon Dezember-Januar.

Fruchttlersch (Mesokarp#

pulpa)

Fruchthülle (Epikcrpl

Pergamenthaut (Endokarp)

Kaffeebohne (Endosperm)

Abb. Schnitt durch die Kaffeefrucht. (Xach l'itzth um , 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 65-85⁰C getrocknet und anschließend in Schälmaschinen von der Pergamenthaut getrennt.

Diesen so erhaltenen Kaffee bezeichnet man als Roh kaffee.

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&

& Waseergehalt9,5~~(5,0 -I:?, 1O'~).

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. Zucker

nach Inversions :!-9

Saccharose 6-7

Rohfaser 10-11,7

Citronensäure 0,5-1,15

Äpfelsäure 0-0,5

Oxalsäure < 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, Brenztraubensäure, Oxalsäure,

weinsäure,Cit.ronensaure.

d ,,"'asserlös!lch sind 3.5°0.

P Wasserlöslich sind';.5°0'

1 .),..

Menge (%) 2,5 9 24 6 0,20 0,10 13

0,10

O,~5

0,40 3,7

0,4 0,U2 0,1 4^d 35 e Bestandteil

Wasser Proteins

Polyseccheride, wasserunlöshch Polysaccharrde, wasserlöshch Saccharose

Glucose, Fructose, Arabmose Lipide

Ameisensäure Essigseure

Nichtflüchtige Säuren"

Chloregensäuren Coffein

Trigonellin Nicotinsäure

Fluchtige Aromastoffe )Iineralstoffe (Asche) Unbekannte Bestandteile

~Ienge

:Mittelwert Schwankungsbrelt&

Bestand teil

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^{l l} beim Rösten entstehen. Dies ist ein komplexes Reaktionssystem, das zu zahlreichen Produkten durch Carbo- nylaminoreaktionen zwischen Aminosäuren und Kohlehydraten führt, unter

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.

Chmasaure n-Chlorogensaure 'NchlorogensäurT K.r~ptcchlorogensaure 3.4·0iC3rfeoyktunasaure 3.5 -Dicaffeoylchmasaure ....5·D,~((e'Oykhinasaure

H H H

X H H

H H X

H X H

X X H X H X H X X x=Rest t'int'r Hj dro xyzimtxaure

Die Hauptverbindung ist die 3-Caffeoyl-chinasäure

=

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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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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,

entstehen unter anderem Pyridin, Nicotinsäuremethylester, aber vor allem die physiologisch wichti ge Nicoti nsäu re (Nlacl n), weiI sie als Vitami n wi rkt.

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)

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Der Kaffee ist und bleibt wohl vorerst das Lieblingsgetränk der Deut- schen mit einem pro Kopf-Verbrauch von 190 I im Jahr.

11

3. Kakao

Kakao 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.

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

=

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

r

Brechen

1

Vermahlen

r

Kakaomasse ) Schokoladen-

- - - -... herstellung

1

Kakao- herstellung

1

Pressen

r

Vermahlen

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- gefüh rt.

Wei ße Schokolade enthält kei ne Kakaomasse und mi ndestens 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 mi n.

- 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

"

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.

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Versuch 7: Quantitative Fe2+-Bestimmung in -NuteIla"

Mit 1,1O-Phenantrol i n-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 sorgfälti9 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 Fe^2+/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 (F e²+)/1 00 9 = (x mg • 2 • 100 g) -:- 9 9

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16

4. Tee

I1 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 weia-rosa, die Frucht klein 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.

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 einer Temperatu r von ca, 30° C ausgebreitet und Frischl 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 Ri ppen 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

~

18

oder aber die sog. Gallotannine, wie das Theogallin, die sich von der Gall ussäure ableiten.

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(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

X=HO~C;O

)=.T'o

OH

Hai ^}-c~O

OH

m -0;go llussäure - Rest

Versuch 8: Gerbstoffe Im Tee

- 5 9 Tee mit Wasser ca.5 mi n. kochen - fiItrieren

- Aufguß mit FeCl3-Lösung versetzen => schwarzes Eisengallat (= Eisengallustinte) fällt aus

Diese Tinte wurde früher in den Skriptorien der Klöster zum Sechreiben verwandt.

Die Teegerbstoffe wirken beruhigend 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-

rekt auf das ZNS. Somit erfolgt eine Steigerung der Konzentrations- und Reaktionsfähi 9 keit.

\\'irkstoff ph)'Siologiscbe\\'Irkuna

Coffl'in (Tcin) Verstärkung der Gchrrndurchblutung, Anrl'gungJc:~zentralen

Nl'f'l'nS) stern»

Gerbstoffe antibakterielle und daher lindernde WirkungbeiMagen- und Dannverstimmungen Coffein +Gerbstoffe wirken stabilisierend

ätherische Öle stimulierenGeruchs- und Geschmacksnerven Spurensubstanzen wiez:B.

psychlsche"'irkung belebend

Steigerung der Kori/cntrations-.

Rcukuonv- und A~\Ollatl(ln~fjhlgkell

anregend. aber nicht aufregend.

d. h.geistige und körperliche Kräfte werdenmobilisiert, Müdigkeit und Erschöpfungszuständewerden verscheucht. wohliges und heiteres Befinden stellen sich ein

werdenals Duft und Aroma wahrgenommen

Fluor

Kalium

Theophyllin.

Theobromin

macht den Zahnschmelz widerstandsfähiger. daher karieshemmend

aktiviert einige Körperfunktionen und ersetzt Mineralverlust durch Sport

wirktentwässernd

Anregende Wirkungauf Atmung und Nervensystem. Günstige Wirkungauf die Blutgefäße.

Linderungvon Kopfschmerzen Vitamine der B-Gruppc Aktivicrungzahlreicher (Thiamin, Körperfunktionen.

Riboflavin) wichtig für Haut undAugen.

stabilisierend bei Nervosität

c) Ätherische Öle:

Durch sie wird 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 Völker 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

- fiItrieren

- Zugabe zu einer Fe(SCN)3-Lösung (Entfärbung)

/I~c-(5CAl;~

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^35C/v-

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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.