»Ein Mathematiker ist eine Maschine, die Kaffee in Theoreme verwandelt« – das soll der ungarische Mathematiker Paul Erdős (1913–1996) gesagt haben. Unstrittig ist, dass Kaffee zu den beliebtesten Heißgetränken der Welt zählt und für viele Menschen ein unverzichtbares Genussmittel und Stimulans darstellt. Doch seine Zukunft scheint ungewiss.

»Kaffee ist durch den Klimawandel akut bedroht«, sagt Kassahun Tesfaye, Pflanzengenetiker an der Addis Ababa University in Äthiopien. Nahezu der gesamte weltweit konsumierte Kaffee – zehn Millionen Tonnen der Bohnen jährlich – stammt von zwei Pflanzenarten: dem kräftigen und oft bitteren Robusta-Kaffee (Coffea canephora) und dem im Geschmack feineren Arabica-Kaffee (Coffea arabica). Leider ist Arabica nicht sehr hitzebeständig: Schon bei einem Anstieg der Durchschnittstemperatur um wenige Grad Celsius brechen die Erträge stark ein. Robusta wiederum benötigt enorme Mengen an Wasser; bei Trockenheit und Dürre sinken seine Erträge ebenfalls deutlich.

Forscherinnen und Forscher rund um den Globus arbeiten mit Hochdruck daran, die Kaffee-Ernten zu sichern – und damit auch die Existenzgrundlage zahlloser Kaffeebauern in Ländern mit niedrigem Durchschnittseinkommen. Sie möchten die Pflanzen widerstandsfähiger machen, experimentieren mit verwandten Pflanzenarten aus der Gattung Coffea und versuchen, mit chemischen Tricks mehr aus den eingebrachten Ernten herauszuholen.

Arabica: Ein kostbarer Schatz der Natur

Viele Äthiopier sind stolz darauf, dass ihr Land die Heimat des Arabica-Kaffees ist. Laut Tesfaye sind Kaffeerituale ein sozialer Kitt, der die vielen verschiedenen Kulturen des Landes verbindet. Die äthiopische Regierung hat Schutzgebiete eingerichtet, um die natürliche genetische Vielfalt der Kaffeepflanzen zu bewahren. Mehr als 12 000 Arabica-Gewächse werden am Äthiopischen Institut für Biodiversität in Addis Abeba sowie am Äthiopischen Institut für Agrarforschung in Jimma kultiviert, um einen möglichst umfassenden lebenden Bestand aufrechtzuerhalten.

Die äthiopische Regierung hofft darauf, dass diese Pflanzen das Ausgangsmaterial für gezüchtete – oder gentechnisch veränderte – Sorten liefern werden, die hohen Temperaturen und Trockenheit besser standhalten. Arabica-Gewächse haben vier vollständige Chromosomensätze in ihren Zellen statt der zwei, die bei vielen anderen Coffea-Arten zu finden sind. Dem Pflanzengenetiker Tesfaye zufolge deutet das darauf hin, dass Arabica durch die spontane Kreuzung zweier Coffea-Arten innerhalb der zurückliegenden 50 000 Jahre entstanden ist. »Ich glaube, wir verfügen über einen ausreichenden Genpool, um dem Klimawandel entgegenzuwirken«, sagt er mit Blick auf den vierfachen Chromosomensatz der Pflanzen und die damit verbundenen züchterischen Möglichkeiten.

Der Klimawandel führt dazu, dass der Arabica-Anbau in immer höher gelegene Gebiete verlagert werden muss, weil es in tieferen Lagen schlicht zu heiß wird

Bislang jedoch führt der Klimawandel dazu, dass der Arabica-Anbau in immer höher gelegene Gebiete verlagert werden muss, weil es in tieferen Lagen schlicht zu heiß wird. Das stellt vor allem die Besitzer kleiner Kaffeeplantagen vor große und manchmal unlösbare Probleme. Viele von ihnen werden über kurz oder lang gezwungen sein, andere Kaffeepflanzen anzubauen, die dem Klimawandel besser widerstehen. Fachleute kennen 134 wilde Coffea-Arten, von denen einige aufgrund ihrer Wärme- und/oder Trockenresistenz künftig interessant werden könnten, darunter Coffea liberica und Coffea excelsa.

Der Botaniker Aaron Davis von den Royal Botanic Gardens in London hat seit den späten 1990er-Jahren verschiedene Forschungsprojekte geleitet, die darauf abzielten, sämtliche wild wachsenden Coffea-Spezies zu finden und zu dokumentieren. Dafür reiste Davis kreuz und quer durch Afrika und Madagaskar – und durchforstete die historische Pflanzensammlung der Royal Botanic Gardens nach längst vergessenen Exemplaren. Er und seine Mitarbeiter haben schätzungsweise jede dritte Coffea-Art wissenschaftlich beschrieben, die in Fachkreisen bekannt ist.

Ungewöhnlicher Kaffee mit seltsamen Aromen

Davis hat Kaffeeanbaugebiete auf der ganzen Welt besucht, um zu sehen, »wo die Farmer mit existenziellen Problemen konfrontiert sind und wie sie damit zurechtkommen«, schildert er. »Diejenigen, die Erfolg haben, sind meist jene, die auf den Anbau anderer Spezies umsteigen.« In feuchten Regionen könnte das beispielsweise bedeuten, von Arabica auf Robusta zu wechseln. Andernorts könnte es nötig werden, Coffea liberica anzubauen, der höhere Temperaturen verträgt als Arabica und weniger Wasser braucht.

Die Kaffeeindustrie stand solchen Veränderungen früher skeptisch gegenüber. Kein Wunder: Es gelingt nur selten, Wildpflanzen zu finden, die sich in ertragreiche Kulturpflanzen verwandeln lassen, welche wiederum schmackhaften Kaffee liefern.

Als ich Davis in seinem Büro besuche, brüht er mir verschiedene Kaffeesorten auf. Zwei davon haben einen besonderen Geschmack. Ein Aufguss von Coffea liberica, gewachsen auf der Malaiischen Halbinsel – wo die Spezies traditionell angebaut wird –, erinnert im Geschmack an tropische Früchte wie Mango und Jackfrucht. Das andere Gebräu ist hergestellt mit Bohnen von Coffea racemosa aus Westafrika, die einen schokoladigen Duft verströmen. Der daraus bereitete Kaffee entfaltet moschusartige, pilzige und kräuterähnliche Aromen. »Manche Leute lieben das, andere sind überhaupt nicht begeistert«, sagt Davis.

Von widerstandsfähigeren Kaffeepflanzen erhofft man sich, dass sie die Kunden zufriedenstellen werden, ohne ihnen eine größere Umgewöhnung abzuverlangen

Zwei weitere Sorten – ein Coffea excelsa aus dem Südsudan sowie ein »Libex« (eine Kreuzung aus Coffea liberica und Coffea excelsa) von Borneo – sind für meinen ungeübten Gaumen nicht von Arabica-Produkten zu unterscheiden. Davis erzählt, dass selbst professionelle Verkoster diese beiden Sorten oft mit Arabica verwechseln. Und genau darum geht es ja auch: Es sind widerstandsfähige Kaffeepflanzen, von denen man sich erhofft, dass sie die Kunden zufriedenstellen werden, ohne ihnen eine größere Umgewöhnung abzuverlangen.

Augenzwinkernd schildert Davis, er habe auch eine »verrückte« Kaffeeart probiert, nämlich Coffea stenophylla. Die Spezies wurde im 18. Jahrhundert von einem schwedischen Botaniker in Westafrika beschrieben und dann weitgehend vergessen. »Sie verblüfft mich immer wieder, denn obwohl sie nicht mit Arabica verwandt ist und in extremen Umgebungen wächst, schmeckt sie wie ein ganz bestimmtes Arabica-Produkt aus Ruanda.« Wenn man die Pflanze für die Kaffeeindustrie nutzbar machen wolle, werde es allerdings eine züchterische Herausforderung sein, Sorten von C. stenophylla zu entwickeln, die ertragreich und zugleich leicht anzubauen sind.

Feinere Partikel sind nicht unbedingt besser

Unterdessen suchen Fachleute nach Wegen, mehr aus den schrumpfenden Arabica-Ernten herauszuholen. »Durch geeignete Verarbeitung kann man hier viel erreichen«, sagt Christopher Hendon, Materialwissenschaftler an der University of Oregon in Eugene (USA). Hendon und seine Mitarbeiter haben herausgefunden, dass das Mahlen von Kaffeebohnen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu kleineren Partikeln führt. Entgegen der Intuition stellten sie jedoch fest: Feiner gemahlener Kaffee schmeckt nicht unbedingt besser. Denn kleinere Partikel neigen dazu, sich wegen elektrostatischer Wechselwirkungen zusammenzulagern, was ihre dem Wasser ausgesetzte Oberfläche – und damit die Menge ihrer Inhaltsstoffe, die in die Lösung übergehen – verringert. Anpassungen in den Mahlverfahren, etwa die Verwendung feuchter Bohnen, können solchen Verklumpungen entgegenwirken.

Weiterhin fiel den Forscherinnen und Forschern auf, dass gröber gemahlener Kaffee auch mehr seiner wertvollen Inhaltsstoffe in einen Espresso abgeben kann. Dies geschieht aber nur, wenn das Pulver einem Druck von höchstens sieben Bar ausgesetzt wird. Eine typische Maschine in einem Café arbeitet bei etwa zehn Bar.

Die chemischen Verarbeitungsverfahren haben laut Hendon einen großen Einfluss darauf, welche alternativen Kaffeepflanzen man erforscht und wie sich aus ihnen begehrte Produkte herstellen lassen. Generell stecke die Wissenschaft des Kaffees noch in den Kinderschuhen, und es mangle an reproduzierbaren und objektiven Messmethoden. »Die Zusammensetzung eines Gebräus zu ermitteln, ist eine große Herausforderung«, schildert Hendon, »und einen Geschmack objektiv zu bewerten, fällt ebenfalls schwer.« Eine typische Tasse Kaffee könne mehr als 2000 verschiedene Arten organischer Verbindungen enthalten, und deren Konzentrationen könnten sehr stark variieren – je nachdem, wie und wo die Pflanzen angebaut und verarbeitet wurden.

Gerade Wissenschaftler sollten sich um die Zukunft des Kaffees sorgen, meint Pflanzengenetiker Tesfaye. Nicht nur, weil die Wissenschaft zum Erhalt des Kaffees beitragen könne, sondern auch, weil das Heißgetränk gut für die Wissenschaft sei. »Viele Entdeckungen werden gemacht und viele Erkenntnisse werden gewonnen nach dem Genuss einer Tasse Kaffee.«