Im Wassertank einer Kaffeemaschine kann es zu Bakterienbildung kommen, die potentiell gefährlich für den Menschen sind. In Zusammenarbeit mit der Berner Fachhochschule wollten wir heraus finden, welchen Einfluss das Erhitzen im Boiler auf die Bakterien hat. Da verschiedene Kaffeemaschinen-Typen unterschiedlich lang und intensiv erhitzen, wurden die drei am weitesten verbreiteten Erhitzungstypen von Kaffeemaschinen untersucht.
Die drei Typen von Kaffeemaschinen unterscheiden sich in der Art und Weise der Erhitzung. Die Boiler-Espressomaschine erhitzt das Brühwasser über einen längeren Zeitraum in einem Kessel. Dieser fasst je nach Maschine zwischen 150 ml und 1 Liter Wasser. Da die Brühtemperatur in der Regel 90 bis 94 Grad betreffen soll, wird auch der Brühkessel auf diese Temperatur erhitzt.
Ein Thermoblock erwärmt Kaffee via Durchlauferhitzung. Der Block selbst ist meistens aus Aluminium gefertigt, da dieses eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Die Außenseite des Blocks ist mit elektrischen Heizelementen umwickelt. Durch den Block verlaufen Rohre, durch die das Brühwasser fließt. Beim Thermoblock findet die Erhitzung indirekt statt.
Der Dickfilmheizer ist ebenfalls eine Durchlauferhitzer, der sich jedoch in der Konstruktion vom Thermoblock unterscheidet. Diese bestehen aus einer dünnen Keramik- oder Metallplatte, auf die eine Schicht aus leitfähigem Material (der "Dickfilm") aufgetragen ist. Dieser Film bildet die Heizelemente und ist in der Lage, Wärme sehr effizient zu übertragen. Das Wasser fließt über oder durch die Platte mit dem Dickfilm, der elektrisch erhitzt wird. Die Wärmeübertragung erfolgt direkt von der erhitzten Oberfläche zum Wasser. Dies ermöglicht eine sehr schnelle und effiziente Erwärmung.
Zusammenfassung der Semesterarbeit von Lucien Guerdat, der von Prof. Dr. Raymond Place betreut wurde (Berner Fachhochschule)
Sicherlich haben Sie schon einmal gefragt, ob die Bakterien im Wassertank von Kaffeemaschinen durch die Brüheinheiten ausreichend abgetötet werden.
Um diese Frage zu beantworten, führten die Kaffeemacher und Berner Fachhochschule zusammen wissenschaftliche Experimente durch. Dabei wurden die Abtötungsraten von drei verschiedenen Bakterienarten in einem Thermoblock Kapselmaschine, einer Boilermaschine und einem Dickfilmheiter untersucht. Da die Kaffeemaschinen nach den Versuchen wieder verwendet wurden und niemand gefährdet werden durfte, wurde nur mit Bakterienstämmen gearbeitet, die keine Pathogenitätsfaktoren auswiesen (Escherichia coli, Streptococcus thermophilus und Lactobacillus Bulgaricus).
Diese drei Arten verfügen über eine vergleichbare Sensitivität gegenüber Hitze wie Bakterien, die effektiv im Wassertank vorkommen, aber pathogen sein könnten (z.B. Pseudomonas aeruginosa). Es stellte sich heraus, dass die Boilermaschine die höchste Abtötungsrate aufwies, gefolgt von der Thermoblock-Kaffeemaschine und dem Dickfilmheizer. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in allen Maschinentypen die Bakterien um ein Vielfaches mehr abgetötet werden als sie üblicherweise in Wassertanks von Haushalts- und gewerblichen Kaffeemaschinen vorkommen. Es wurde zusätzlich festgestellt, dass wenn überhaupt, nur in den ersten gezogenen Tassen Bakterien gefunden wurden. Somit wird empfohlen diese zu entsorgen.
Zu erwähnen ist, dass die Biofilmbildung durch regelmässige Benutzung der Kaffeemaschinen nicht untersucht wurde. Aufgrund der potenziellen Bildung von Biofilmen ist es deshalb unabdingbar, dass Kaffeemaschinen (inkl. Wassertank), unabhängig vom Bautyp, regelmässig und gründlich gereinigt werden. Zusätzlich ist es ratsam das Wasser im Tank regelmässig mit frischem Wasser auszuwechseln, um einen möglichst leckeren Kaffee zu brühen.
Tabelle 1 Escherichia coli Belastung der Boilermaschine
Tabelle 2 Escherichia coli Belastung der Kapselmaschine (Thermoblock)
Tabelle 3 Escherichia coli Belastung der Dickfilmmaschine
Beim Dickfilmheizer wurden teilweise Spuren in der ersten bezogenen Tasse gefunden. Auch wurde in der Tasse eine leicht geringere Temperatur festgestellt. Bei der Dickfilmerhitzung läuft das Wasser relativ schnell durch einen hoch erhitzten Kanal in den aufeinander gepressten Metallplatten. Es scheint, dass die Temperatur des Dickfilmheizers beim ersten Bezug noch nicht ausreichend hoch war. Hier ist jedoch anzumerken, dass das Wasser auch ohne Widerstand des Espressos bezogen wurde, es also tendenziell schneller durch den Siebträger gelaufen ist, als es im Alltag durch den Siebträger laufen würde.
Bei fast allen Maschinen raten wir aber ohnehin dazu, den ersten Bezug zur Erwärmung des Siebträgers zu verwenden und erst den zweiten zur Extraktion des Espresso. Wird so vorgegangen, so bleibt laut der Untersuchungsergebnisse kein Rückstand von Bakterien im Kaffee bzw. Brühwasser.
Im Rahmen der Semesterarbeit wurde nicht untersucht, welche Auswirkungen das verunreinigte Wasser auf den Geschmack des Kaffees hat. Zwar ist das Wasser bzw. der Espresso laut Studio bedenkenlos trinkbar. Über die geschmackliche Auswirkung können wir aber keine Aussage treffen.
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