3.3. Technologia i analiza kawy instant

Elżbieta Dłużewska, Krzysztof Leszczyński

Podstawy teoretyczne Wprowadzenie

Kawa rozpuszczalna, zwana też kawą instant, jest proszkiem otrzymywa­nym w procesie suszenia wodnego ekstraktu naturalnej kawy. Kawa instant jest (znana od ponad 100 lat. Za twórcę technologii produkcji kawy instant uznawany jest japoński chemik, dr Sartori Kato, który pod koniec XIX wieku w USA opa­tentował swój wynalazek.

Większą liczbę zwolenników kawa instant zyskała dopiero po drugiej wojnie światowej. Obecnie w niektórych państwach, na przykład w Wielkiej Brytanii, jej spożycie dochodzi do 50% ogólnego spożycia kawy. W Polsce kawa instant [stanowi ponad 10% wielkości sprzedaży kawy, a kawa instant typu cappuccino około 12%. Ekstrakt naturalnej kawy w proszku ma wiele zalet w porównaniu ze (ZwyMąkawą. Do zalet tych między innymi należy:

• łatwóJS przyrządzania napoju, nawet na zimno,

• możliwość przyrządzania napoju o dowolnej mocy, w zależności od wy­magań konsumenta,

• brak osadu w napoju.

Charakterystyka surowca

Podstawowym surowcem do produkcji ekstraktu kawy naturalnej są nasiona drzewa kawowego z rodzaju Cojfea, uprawianego w krajach podzwrotnikowych. Światowa produkcja kawy zielonej wynosi około 6 min ton rocznie. Do głów­nych producentów kawy należą: Brazylia (25% światowej produkcji), Kolumbia (8%), Indonezja (7%), Meksyk (5%). Ponad 75% światowych zbiorów kawy dostarczają uprawy krzewu Cojfea arabica, resztę zaś uprawy Cojfea liberica i krzyżówek obu gatunków oraz Cojfea canephora (Robusta).

Smak i zapach kawy zależy od gatunku drzewa kawowego, a także położe­nia geograficznego plantacji, to jest miejsca i wysokości, na jakiej jest uprawiana kawa, warunków klimatycznych, rodzaju gleby, a także od prawidłowego zbioru i przebiegu procesu technologicznego. Drzewa Coffea arabica najlepiej rosną na stromych zboczach gór, wymagają dużych opadów deszczu i obszernego zacie­nienia, a ich ziarna mają lepsze właściwości smakowo-zapachowe w porównaniu z innymi gatunkami kawy. Gatunek Coffea canephora uznawany jest za gorszy pod względem cech organoleptycznych, ale ziarna kawy Robusta zawierają wię­cej kofeiny i kwasu chlorogenowego niż ziarna kawy Arabica.

Gatunki handlowe kawy naturalnej surowej są często określane nazwami umownymi kraju lub regionu pochodzenia. Najbardziej znane i równocześnie wysokogatunkowe kawy to: Brazylijska Santos, Kolumbijska Medelin Excelsol Kostarykańska Costa Rican, Etiopska Mokka, Blue Moutain z Jamajki (jedna z najdroższych kaw na świecie), Jawajska, Kenijska, Mysore, NikaraguańskaB Kilimandżaro i Sumatra. Są to gatunki kawy pozyskiwane z krzewów Cojfeą] arabica pochodzących z jednej plantacji lub z jednego terenu w danym kraju. Większość sprzedawanych kaw to mieszanki różnych odmian. Miesza się zwy­kle kawy typu Arabica i Robusta.

Dojrzałe owoce kawowca przypominają kształtem i wielkością owoce wiśr ni. Składają się ze skórki i soczystego, słodkiego miąższu, w którym znajdują się zazwyczaj dwa ziarna nasienne, otoczone od strony zewnętrznej twardą, per-] gaminową łuską wewnątrz której znajduje się przezroczysta skórka, nazywana] skórką srebrzystą. Wydobywanie ziarna kawy z owoców kawowca odbywa się na plantacjach kawy. Do krajów konsumentów kawa trafia w postaci odpowied­nio przerobionego, zielonego ziarna, które może być składowane przez kilka lat bez pogorszenia jakości. Po procesie palenia, przechowywanie kawy bez zmian cech smakowych jest znacznie krótsze i w zależności od rodzaju opakowania wynosi od kilku miesięcy do pół roku.

Wydobywanie ziarna kawy z owoców i oddzielanie od łuski pergaminowej i skórki srebrzystej może być prowadzone dwoma metodami - mokrą i suchą. ■ W metodzie mokrej wysortowane owoce pozbawia się miąższu za pomocą] specjalnych urządzeń, a następnie poddaje fermentacji mlekowej w temperaturze] około 30°C przez 1-2 dni. Następnie, po oddzieleniu ziaren od resztek miąższu] i łuski pergaminowej, suszy się je na słońcu lub w suszarniach w temperaturze] około 50°C w celu zmniejszenia wilgotności i zahamowania procesów bioche-j micznych. Nieprawidłowo przeprowadzona fermentacja powoduje, że ziarnąl kawy stają się bardziej kwaśne, o nieprzyjemnym zapachu i posmaku zgnilizny* Sucha metoda polega na suszeniu na słońcu, rozłożonych w cienkiej warstwie na matach, owoców kawowca. Wysuszone owoce poddaje się mechanicznemu łuszczeniu z miąższu owocowego, łuski pergaminowej i błonki srebrzystej.

Otrzymywanie kawy instant

Kawę rozpuszczalną zazwyczaj produkuje się jedną z dwu metod - liofiliza­cji lub suszenia rozpyłowego. W obu metodach trzeba otrzymać płynny ekstrakt] kawy uprzednio upalonej i zmielonej. Wysuszony proszek kawy rozpuszczalnej może być poddawany dalszym procesom, mającym na celu głównie poprawę jego rozpuszczalności, to jest granulacji lub aglomeracji.

Prażenie kawy

Charakterystyczny smak i aromat kawie nadaje proces prażenia. Proces pra­żenia prowadzony jest w temperaturze od 210 do 260°C w czasie od kilku do kilkudziesięciu minut. Nowoczesne, całkowicie zautomatyzowane piece prażal­nicze pozwalają na prażenie kawy w wyższej temperaturze i skrócenie czasu prażenia do 1 minuty. Regulując temperaturę i czas prażenia, można uzyskać kawy o różnym stopniu upalenia. Kawa prażona krótko i w niższej temperaturze nabiera jasnej „cynamonowej" barwy, prażona długo i w wyższej temperaturze staje się prawie czarna. Wyróżnia się kilka stopni upalenia kawy: od upalenia I jasnego (zwanego też bladym czy cynamonowym), poprzez średnie do upalenia [bardzo intensywnego w stylu włoskim, po którym ziarno uzyskuje kolor ciemno- Ibrązowy oraz oleistą powierzchnię.

Podczas prażenia w kawie zachodzi wiele zmian fizycznych i chemicz­nych. Ziarno zwiększa swoją objętość nawet o 50% i jednocześnie zmniejsza się jego masa. Spadek masy ziarna uzależniony jest od stopnia upalenia kawy. Polisacharydy, oligosacharydy i disacharydy ulegają w początkowym stadium prażenia rozkładowi do cukrów prostych, które później w wyższej temperatu­rze ulegają karmelizacji, następuje również częściowy rozkład tłuszczów, białek i garbników. W wyniku reakcji zachodzących podczas prażenia powstaje wie­le nowych związków, nadających kawie swoisty aromat. Mieszanina związków i aromatycznych w kawie prażonej jest nazywana kafeolem (olejkiem kawowym). | Kafeol powstaje w temperaturze około 200°C. Temperatura wewnątrz prażonych ziaren kawy powinna osiągnąć wartość 224°C. Jeżeli osiąga ona wartość tylko 199°C, uprażone ziarno ma jasny kolor, trawiasto-kwaśny smak i niedostateczny aromat. Gdy wewnętrzna temperatura prażonego ziarna osiąga wartość powyżej 249°C, olejki eteryczne mogą ulec spaleniu. Duży wpływ na smak i aromat kawy [prażonej mająrównież związki polifenolowe, między innymi kwas chlorogenowy, kawowy i chinowy: Skład chemiczny kawy palonej przedstawiono w tabeli 3.8.

W warunkach przemysłowych kawa najczęściej prażona jest w piecach typu Probat, które pracują automatycznie według programu ustalonego doświadczal­nie dla danego gatunku kawy. Regulowana jest temperatura (zmienna w czasie procesu), dopływ gazu i wody. Załadunek i wyładunek kawy są dokonywane au­tomatycznie. Jednorazowo do pieca ładowanych jest 4-5 worków kawy (1 worek ł- 60 kg kawy). Po zakończeniu prażenia kawy, do wnętrza pieca doprowadzana [jest woda, którą ziarno kawy jest zraszane w takiej ilości, aby wilgotność upra- żonego produktu wynosiła 6-7%. Nawilżenie kawy bezpośrednio po jej upra- [żeniu ma na celu zmniejszenie do minimum zjawiska powstawania pyłu w cza­sie mielenia kawy. Uprażone ziarno jest bezpośrednio podawane do urządzenia, w którym jest chłodzone powietrzem do temperatury 18-20°C.

Tabela 3.8. Skład chemiczny kawy palonej

Składniki	Zawartość |% w przeliczeniu na s.m.]
		frakcje
		rozpuszczalna w wodzie	nierozpuszczalna wwodzig ^
Węglowodany (53%): cukry redukujące cukry skarmelizowane błonnik w tym hemiceluloza	1-2 10-17 1 1	7-0 22 14
Tłuszcz		15
Białko (N-6,25)	1-2	11
Kwasy nielotne: chlorogenowy kawowy chinowy szczawiowy, jabłkowy, cytrynowy, winowy	4,5 0,5 0,5 1,0	-
Kwasy lotne	0,35
Trigonelina	1,0	-
;fclŚi§E Arabica 1,2%' Robusta 2,0%
Fenole	2,0 ■
Substancjo lotne: ą- dwutlenek węgfa substancje aromatyczne	0,04	' 2,0

Źródło: Pazoła f%5.

Pieee prażalnicze mogą zamiast komory poziomej mieć komory pionowe, w których, ziarno kawy mieszane jest za pomocą mieszadeł łopatkowych. Czai prażenia w tego typu piecach jest krótszy niż w-piecach Probat i wynosi kilJ^ minut. Jeszcze -innym typem pieców prażałniczych są piece, w których ziarna jest prażone w stanie fluidalnym (złoża_; fluidalne).

W przypału produkcji kawy rozpuszczalnej preferowany jest średni sto- pień upalenia kawy, powodujący ubytek masy ziarna rzędu 16--18%. Niżsla stopień upalenia kawy powoduje większy ciężar nasypowy zmietof^j i umożliwia większy załadunek do ekstraktorów i większe stężenie suchej masa w końcowym ekstrakcie.

Mielenie

Upaloną kawę rozdrabnia się za pomocą specjalnego granulatora walcowe­go. Jeżeli poszczególne gatunki kawy były prażone oddzielnie, to są one miesza­ne jprzed mieleniem w celu uzyskania odpowiedniej mieszanki, która zostanie Bddana ekstrakcji.

BZe zbiornika kawy prażonej poprzez wychwytywacz magnetyczny kawa kie- Bwanajest do granulatora walcowego, gdzie jest mielona do cząstek o wielkości Bl. mm. Wielkość cząstek reguluje się przez odpowiednie ustawienie szczelin Biędzy walcami młynka.

Ekstr akcja

■Ekstrakcja kawy może odbywać się w dwóch systemach - ciągłym i okre- ■wym (bateryjnym). Ekstrakcja w systemie ciągłym, przeciwprądowym jest B^wadzona w ekstraktorze poziomym. Jest to ciśnieniowy zbiornik w kształcie ■alca zaopatrzony w płaszcz grzejny i dwa przenośniki ślimakowe. Zbiornik ibst lekko nachylony, co powoduje, że ekstrakt spływa z ekstraktora pod wpły­wem sił grawitacji. Z kolei gorąca woda wprowadzana jest od górnego końca Błądzenia. Czas przepływu wody przez ekstraktor wynosi 30-40 minut. Proces Bstrakcji jest dwustopniowy. W pierwszej sekcji urządzenia ekstrakcja odbywa fsięjpod ciśnieniem atmosferycznym, natomiast w drugiej sekcji - pod zwiększo­nym ciśnieniem.

■Ekstrakcja kawy w bateriach ekstrakcyjnych odbywa się w przeciwprądzie. Bijczęściej bateria składa się z 6 kolumnowych, perkolacyjnych ekstraktorów. ■cstraktory mają kształt cylindryczny, przy czym ich wysokość jest niewspół­miernie duża do średnicy. Ma to na celu uzyskanie jak najdłuższej drogi dla prze­łączanego ekstraktu przez warstwy zmielonej kawy. Jeden ekstraktor jest stale Hiyłączony, jest opróżniany z fusów (opróżnianie przez wprowadzenie od góry Brężonego powietrza) oraz następnie załadowywany świeżą zmieloną kawą. iDo pierwszego ekstraktora, gdzie znajdują się najbardziej wyługowane fusy, jest wprowadzana gorąca woda o temperaturze 160—170⁹C. Stosunek użytej do eks- Bakcji wody do ilości ekstrahowanej kawy jest niski i wynosi 2 : 1 lub 3 : l. pDo ostatniego ekstraktora, załadowanego świeżą kawą wpływa ekstrakt uzyska­my W poprzednich kolumnach, a temperatura ekstrakcji jest najniższa i wynosi H0-80°C. Ekstrakcja świeżej kawy w relatywnie niskiej temperaturze powoduje maksymalne wydobycie substancji aromatycznych kawy. Końcowy ekstrakt ma puże stężenie suchej masy 28- 32%.

p Po ekstrakcji czystą wodą pierwszy ekstraktor zostanie wyłączony z obie- |gu w celu rozładowania. Ekstraktory pracują pod zwiększonym ciśnieniem fc Wyjątkiem ekstraktora wypełnionego świeżą kawą), aby nie zachodził w cza­pie ekstrakcji proces wrzenia. W ekstraktorze, w którym temperatura dochodzi ido 175-180°C, stosuje się ciśnienie rzędu 1,2 1,5 MPa.

f- W opisanej przemysłowej metodzie ekstrakcji uzyskuje się większą wydaj­ność suchej masy niż wynosi normalna zawartość ekstraktu wodnego w kawie |pi|30%). Większa wydajność ekstraktu jest skutkiem częściowej hydrolizy he- Mcelulozy, w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia, rozkładającej ' fię na cukry rozpi^ezailne w wodzie. Z kolei uzyskanie końcowego ekstraktu q>|awartości suchej masy<pawyżej 30% pozwala na suszenie rozpyłowe ekstraktu bdz> jego zaggpź^aniąfi bto stosowania dodatkowych substancji jako nośników. Niemniej jednak w* wWttnkach przemysłowych ekstrakt kawy przed suszeniem jest zazwyczaj 'Zagęszczany w wyparkach próżniow ych, na drodze kriokoncen-j traqj| lub' za pomocą odwróconej osmozy. Metody membranowe (odwrócona ©fltnoza) wydają f}ię> być-najlepszym rozwiązaniem, gdyż proces odbywa się J§&temperatuize otoczenia, co- ogranicza do minimum straty substancji aroma­tycznych w czasie Zagęszczania,

Suszenie

Ekstrakt kawy jest klarowany przy- użyciu-wirów.ek samoczyszczących, a następnie suszony. Stosowane są dwie metody suszenia ekstraktu - liofilizacja lub suszenie rozpyłowe.

Suszenie metodą liofilizacji polega na-usunięciu wody przez sublimację lodu powstałego w wyniku Wcześniejszego zamrożenia surowca.

Proces suszenia liofilizsacyjnege polega na zamrożeniu ekstraktu, rozdrobnię-! niu do żądanej wielkości cząstek, dalszym właściwym zamrożeniu i sublimacji lodu z zamrożonych granulek fcaw y w komorze suszarki pod obniżonym ciśnie­niem. Ciepło doprowadzane jest do komory suszarki przez promieniowanie lub przewodzenie. S/ybkość zamrażania ma duży wpływ na jakość końcowego pro­duktu. Nieprawidłowa prędkość zamrażania prowadzi do powstawania dużych kryształów lodu, co w konsekwencji daje produkt bardziej porowaty. Szybkość suszenia liofilizacyjnego jest uzależniona między innymi od wielkości ciśnienia w komorach liofilizatora i ma również duży wpływ na jakość sensoryczną kawy rozpuszczalnej.

Proces suszenia rozpyłowego prowadzony jest tak, aby straty substancji aromatycznych były jak najmniejsze, a otrzymany proszek był sypki i składał się z możliwie dużych i równomiernej wielkości cząstek.

Do suszenia ekstraktu kawy stosuje się na ogół suszarki rozpyłowe z dyszami ciśnieniowymi, które gwarantują lepsze uziarnienie proszku niż suszarki z tar­czami rozpyłowymi. Suszenie ekstraktu odbywa się systemem współprądowym. W przypadku współprądowego przepływu powietrza w suszarce, powietrze su­szące i cząstki suszonego materiału poruszają śię w komorze suszarki w tym samym kierunku. Temperatura produktu opuszczającego suszarkę jest niższa od temperatury powietrza wlotowego, a więc jest to dobry sposób suszenia produk­tu wrażliwego na temperaturę. Im niższa jest temperatura wysuszonej kawy, tym większa jest retencja substancji aromatycznych.

Większa część wysuszonego proszku jest wyładowywana bezpośrednio Iz dolnej części komory suszarki. Drobno uziarniona frakcja proszku (pył) opusz­cza komorę suszarki razem z powietrzem i jest oddzielana od powietrza w cy­klonach. Zebrany w cyklonach pył jest dodawany albo do ekstraktu kawy, co pozwala na zwiększenie zawartości suchej masy, albo jest wtłaczany specjal­nym systemem dysz do górnej części komory suszarki, co powoduje aglomerację [drobnych cząstek proszku z kroplami ekstraktu. Zabieg ten pozwala na uzyska­nie proszku kawy o większych cząstkach.

Wysuszona kawa jest produktem higroskopijnym mającym tendencję do zbrylania się. Dlatego też w wielu zakładach przemysłowych proszek kawowy Ijest kierowany do instantyzatorów, gdzie realizowany jest proces aglomeracji. W instantyzatorze proszek jest nawilżany i ponownie suszony. Do nawilżania proszku może być użyta woda lub płynny ekstrakt kawy. Kawa aglomerowana ma wiele zalet, między innymi jest bardziej sypka, lepiej rozpuszczalna, charak­teryzuje się niższą higroskopijnością, nie zbryla się.

Proces suszenia i aglomeracji ekstraktu kawy może być realizowany | w suszarkach dwustopniowych. Zbudowane są one z komory suszarniczej i ze­wnętrznego złoża wibrofluidalnego. W systemie dwustopniowym podczas su­szenia tak dobiera się parametry, aby otrzymać proszek o większej wilgotności niż w metodzie tradycyjnej (6-8%). Dalsze suszenie proszku odbywa się w urzą­dzeniu wibrofluidalnym, w którym przepływające od dołu powietrze wprowadza •proszek w stan fluidalny, a złoże w stan wibracji. Zazwyczaj urządzenie składa pę z kilku sekcji, do których doprowadza się powietrze o różnych parametrach. W pierwszej sekcji proszek styka się z ciepłym, wilgotnym powietrzem - powo­duje to aglomerację proszku, w drugiej sekcji gorące powietrze suszy produkt, a w ostatniej następuje jego chłodzenie.

Wysuszona kawa jest pakowana w hermetyczne opakowania jednostkowe. Kawa instant zawiera 2-3% wody i 3,5-5% kofeiny.

Bezkofeinowa kawa instant

Do produkcji kawy bezkofeinowej używana jest kawa, która przed procesem prażenia poddawana jest procesowi dekofeinizacji. Znanych jest wiele sposo­bów dekofeinizacji kawy. Jednym z nich jest usuwanie kofeiny na drodze eks­trakcji dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym. Proces dekofeinizacji roz­poczynany jest parowaniem ziarna kawy zielonej w celu usunięcia pyłu i plew, jak również nawilżenia ziarna do zawartości wody w zakresie od 30 do 50%. Nawilżanie zwiększa przepuszczalność powierzchni ziarna, co ułatwia proces ekstrakcji. Ekstrakcję kofeiny prowadzi się dwutlenkiem węgla w temperaturze około 80°C, pod ciśnieniem 1,2-1,8 MPa. Proces ekstrakcji dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym pozwala na usunięcie z ziarna kawy 97% kofeiny. Po za-

kończeniu ekstrakcji kofeina jest usuwana z dwutleąfeu węgla popKez obniżenie temperatury do 20-25°C lub obniżenie ciśnienia do 0,58-0,65 MPa. Dwutlenek węgla w tych warunkach traci właściwości rozpuszczalnika, co powoduje wytfijij cenie się kofeiny. Pozbawiony kofeiny CO2 po podgrzaniu może .być ponownie skierowany do ekstraktora.

Inną, powszechnie stosowaną metodą jest ekstrakcj%Ła®tiy rozpuszczaj nikiem, na przykład octanem etylu lub chlorkiem metylenu. Kryterium doboru rozpuszczalnika jest j ego toksyczność, rozpuszczalność kofeiny, łatwość usu^a^- nia i odzyskiwpjttią! chemiczna reaktywność i wpływ na środowisko. Na skale przemysłową głównie stosowany jest chlorek metylenu. Jest oti bardziejjif^leki tywny, usuwa .kofeinę bez usuwania substancji odpowiedzialnych za smak i aa|S mat kawy, ma niską temperaturę parowania (40°C). Ziamo kawy jest moczonej w gorącej wodzie, po czym usuwa się wodę, a ziarno taSl^fózpuszczalnikiena Po wyługowaniu kofeiny ziamo ponownie zalewa ££|^gpii$ą wodą płuczą i suszy. Ponieważ istnieją zastrzeżenia, że pozostałości rozpuszczalników mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie konsumentów kawy, więc opracowano mei todę usuwania kofeiny jedynie za pomocą wody, ale w literaturze jest bardzo mało informacji na temat szczegółów tej technologii.'Kiss bezkofeinowa za] wiera maksymalnie 0,08% kofeiny, natomiast kawa o zmniejszonej zawartości kofeiny - 0,2%.

Innymi substancjami, które mogą być usuwane z kawy zielonej lub już upa-1 lonej, są substancje drażniące, które mogą wywoływać u niektórych osób po wypiciu kawy dolegliwości żołądkowo-jelitowe. Ocenę zawartości związków drażniących w kawie surowej i prażonej przeprowadza się na podstawie iloś- ciowego oznaczenia 5-hydroksytryptamidów kwasów tłuszczowych (C-5-HT). Zawartość C-5-HT w kawie prażonej wynosi 600-1000 mg/kg. Substancje draż­niące mogą być usuwane za pomocą dwutlenku węgla w stanie nadkiytycznym lub innych rozpuszczalników organicznych.

Zbożowa kawa instant

Kawą zbożową nazywamy produkt otrzymany przez wymieszanie w odpo­wiednich ilościach uprażonego ziarna żyta i jęczmienia, korzenia buraka cukro­wego i korzenia cykorii.

Celem obróbki technologicznej jest uzyskanie produktu o smaku i zapachu przypominającym kawę naturalną, a efekt ten uzyskuje się głównie dzięki prze­mianom chemicznym zachodzącym podczas prażenia surowców.

Proces produkcji ekstraktu kawy zbożowej jest zbliżony do produkcji kon­centratu kawy naturalnej i składa się z następujących etapów:

• ekstrakcja,

• filtrowanie,

• suszenie rozpyłowe,

• pakowanie.

Ekstrakcję kawy zbożowej można prowadzić w analogicznych urządzeniach jak dla kawy naturalnej. W przypadku kawy zbożowej stosuje się jednak niższą temperaturę maksymalną ze względu na dużą zawartość naturalnego ekstraktu w kawie zbożowej, która wynosi co najmniej 50%. Można stosować ekstrakcję kawy zbożowej w temperaturze poniżej 100°C w ekstraktorze ciągłym, stosowa­nym przy produkcji koncentratu herbaty.

Suszenie rozpyłowe ekstraktu kawy zbożowej prowadzone jest również W nieco odmiennych warunkach niż kawy naturalnej. Ze względu na dużą za­wartość cukrów, mających niższą temperaturę mięknięcia, temperatura powie­trza wlotowego nie powinna przekraczać 200°C. Chociaż metoda suszenia roz- pyłowego jest najczęściej stosowana, niektórzy producenci stosują inne metody, na przykład suszenie ekstraktu kawy zbożowej w próżniowych suszarkach wal­cowych.

Część praktyczna

Celem części praktycznej jest zapoznanie się z technologią produkcji eks­traktów kawy naturalnej oraz podstawowymi oznaczeniami cech fizykochemicz­nych i organoleptycznych palonej kawy naturalnej oraz ekstraktów kawy.

Część technologiczna

Studenci wykonują ekstrakcję próbki kawy naturalnej, a następnie ekstrakt suszą metodą rozpyłową.

Proces ekstrakcji prowadzony jest dwu- lub trójstopniowo. Do 3 zlewek na 1000 cm³ odważyć po mniej więcej 150 g mielonej kawy. Następnie do pierw­szej zlewki dodać 400 cm³ wrzącej wody i mieszając, prowadzić ekstrakcję przez 10 minut. Otrzymany ekstrakt przelać kolejno do drugiej i trzeciej zlewki i prze­prowadzić analogicznie proces ekstrakcji. Następnie ekstrakt należy przesączyć i sprawdzić zawartość suchej masy przy użyciu refraktometru. Jeżeli zawartość suchej masy w ekstrakcie wynosi powyżej 20%, można rozpocząć proces susze­nia rozpyłowego. Parametry procesu suszenia podaje prowadzący ćwiczenie.

Część analityczna

Ocena organoleptyczna mieionej i prażonej kawy naturalnej oraz handlowych ekstraktów kawy, a także ekstraktu otrzymanego w trakcie realizacji ćwiczenia

Studenci wykonują ocenę zarówno kawy w proszku, jak i naparu kawy.

Ze zmielonej próbki kawy należy przygotować około 5% napar. W tym celuj odważyć z dokładnością do 0,1 g odpowiednią do pojemności naczynia (porce| łanowy garnuszek z pokrywką) ilość kawy. Kawę wsypać do wyparzonego wrzą-l cą wodą garnuszka i zalać świeżo przegotowaną wodą o temperaturze 85-90°C j Nakryć pokrywką. Po upływie 5 minut przystąpić do oceny naparu.

Napar z ekstraktu kawy należy wykonać zgodnie z zaleceniami producenta! umieszczonymi na etykiecie produktu.

Opisując cechy organoleptyczne kawy, należy korzystać z następujących! sformułowań:

• zapach kawy w proszku lub naparu — właściwy, charakterystyczny dla] danego gatunku kawy, niewłaściwy, obcy,

• aromat kawy w proszku lub naparu - bardzo aromatyczny, aromatyczny! słabo aromatyczny, o nikłym aromacie,

• smak naparu - właściwy lub nie dla danego gatunku kawy, łagodnyj kwaskowaty, pełny, lekki, pusty, mocny, słaby, czysty, nieczysty z poJ smakiem (podać wyczuwalny posmak), gorzki, ostry, cierpki, kwaśny,] trawiasty, ziemisty, pleśniowy, stęchły, gnilny itp.

Oznaczenie zawartości wody w kawie prażonej metodą techniczną

Z próbki kawy odważyć, do uprzednio wytarowanych metalowych na­czynek, 10 g produktu z dokładnością do 0,01 g. Następnie naczynka ustawićj w suszarce nagrzanej do temperatury 130°C. Po upływie 60 minut należy na­czynka przykryć pokrywkami i przenieść z suszarki do eksykatora w celu ochło­dzenia. Ochłodzone naczynka po wyjęciu z eksykatora należy ważyć na wadzei technicznej z dokładnością do 0,01 g.

Zawartość wody (x) należy obliczyć w procentach, korzystając ze wzoru: |

x = (10-a) 10 gdzie a - masa produktu po wysuszeniu [g].

Wynik należy podać w postaci średniej arytmetycznej dwóch oznaczeń nie- różniących się między sobą więcej niż o 0,3%, z dokładnością do 0,1%.

Oznaczenie kwasowości kawy metodą miareczkową

Odważyć próbkę kawy w ilości 10 g z dokładnością do 0,1 g, przenieść iloś- j ciowo do kolby stożkowej o pojemności 500 cm³, dodać 200 cm³ wody desty­lowanej, włożyć bagietkę szklaną i zważyć z dokładnością do 0,1 g. Zawartość kolby ogrzać i mieszając, utrzymywać w stanie łagodnego wrzenia przez 5 minut Schłodzić do temperatury otoczenia, zważyć i uzupełnić zawartość kolby wodą destylowaną do pierwotnej masy. Zawartość kolby wymieszać i sączyć przez le­jek z karbowanym sączkiem, odrzucając pierwsze krople mętnego przesączu. Do

kolby stożkowej o pojemności 250 cm³ pobrać 20 cm³ przesączu, dodać 20 cm³ wody destylowanej, 5 kropli 1-procentowego roztworu fenoloftaleiny i miarecz­kować 0,1-molowym NaOH. Kwasowość podać w stopniach umownych, to jest podać ilość cm³ 1-molowego NaOH potrzebną do zobojętnienia 100 g produktu w przeliczeniu na suchą masę.

Za wynik przyjąć średnią arytmetyczną wyników co najmniej dwóch ozna­czeń nieróżniących się więcej niż o 0,05%. Wynik podać z dokładnością do 0,1%.

Oznaczenie pH ekstraktu kawy

Roztwór do oznaczenia pH należy przygotować, rozpuszczając 2,5 g kawy instant w 250 cm³ wody destylowanej. Oznaczenie wykonać zgodnie z instruk­cją obsługi pehametru.

Wyniki oznaczeń zestawić w tabeli oraz sformułować wnioski obejmujące porównanie parametrów jakości kawy prażonej oraz handlowych ekstraktów kawy z parametrami jakości ekstraktu kawy otrzymanego w procesie technolo­gicznym realizowanym w trakcie ćwiczenia.

Literatura

GEANiro A/S Materiały firmowe: Coffee. www.niro.com

MACRAE R., ROBINSON R.K., SADLER M J.: Encyclopedia of Food Science Food Tech­nology and Nutrition. Academic press 1993,1114—1146. jMANDEL H.G.: Update on caffeine cosumption, disposition and action. Food and Chemical

jl" Toxicology 40, 1231-1234,2002. fPAZOŁAZ.: Suszenie rozpyłowe w przemyśle spożywczym. WPLiS, Warszawa 1965,154—175. WACZYŃSKIR., ŚWIERCZYŃSKI A.: Produkty kawowe. [W:] Technologia koncentratów spożywczych. Praca zbiorowa. WNT, Warszawa 1970,277-315.

178 E. Dtużewska, K. Leszczyński

Technologia i analiza kawy instant 179

---