Ziarno kawy - Coffee bean
 Palone ziarna kawy
| |
| Region pochodzenia | Róg Afryki i Arabia Południowa |
|---|---|
Ziarno kawy jest nasienie Coffea rośliny i źródłem kawy . Jest to pestka wewnątrz czerwonego lub fioletowego owocu, często nazywanego wiśnią. Podobnie jak zwykłe wiśnie, owoc kawy jest również tzw. owocem pestkowym. Chociaż ziarna kawy nie są technicznie ziarnami, są określane jako takie ze względu na ich podobieństwo do prawdziwych ziaren . Owoce; wiśnie lub jagody, najczęściej zawierają dwa pestki z płaskimi bokami. Niewielki procent wiśni zawiera pojedyncze nasiono zamiast zwykłych dwóch. Nazywa się to „ peberry ”. Peberry występuje tylko w 10% do 15% przypadków i jest dość powszechnym (choć naukowo nieudowodnionym) przekonaniem, że mają one więcej smaku niż zwykłe ziarna kawy. Podobnie jak orzechy brazylijskie (nasiona) i biały ryż, ziarna kawy składają się głównie z bielma .
Dwie najważniejsze ekonomicznie odmiany kawowca to Arabika i Robusta ; ~60% kawy produkowanej na całym świecie to Arabika, a ~40% to Robusta. Ziarna Arabiki zawierają 0,8-1,4% kofeiny, a ziarna Robusta 1,7-4,0% kofeiny. Ponieważ kawa jest jednym z najczęściej spożywanych napojów na świecie, ziarna kawy są głównym źródłem dochodów i ważnym produktem eksportowym , stanowiąc ponad 50% dochodów walutowych niektórych krajów rozwijających się. W 2017 roku wyeksportowano 70% całkowitej produkcji kawy o wartości 19,9 mld USD.
Historia
Ważne daty
- Według legendy, roślina kawa została odkryta w Etiopii przez pasterza kóz imieniem Kaldi około 850 AD, którzy zaobserwowali zwiększoną aktywność fizyczną w swoich kóz po spożywane ziaren kawy.
- Pierwsza roślina kawy została znaleziona w górach Jemenu . Następnie do 1500 roku został wywieziony do reszty świata przez port Mocha w Jemenie .
- Pierwsza uprawa w Indiach ( Chikmagalur ) – 1600
- Pierwsza uprawa w Europie (również pierwsza uprawa poza Afryką Wschodnią/Arabią) – 1616
- Pierwsza uprawa na Jawie – 1699
- Pierwsza uprawa na Karaibach ( Kuba , Hispaniola , Jamajka , Portoryko ) – 1715-1730
- Pierwsza uprawa w Ameryce Południowej – 1730
- Pierwsza uprawa w Holenderskich Indiach Wschodnich – 1720
- Rośliny zostały po raz pierwszy wprowadzone w obu Amerykach około 1723 roku.
- Fasola palona po raz pierwszy sprzedana na rynku detalicznym (Pittsburgh) – 1865
- Ważne techniki suszenia rozpyłowego opracowane w latach 50., które wraz z liofilizacją stanowią metodę tworzenia kawy rozpuszczalnej
Dystrybucja
.svg)
Brazylia produkuje około 45% całkowitego światowego eksportu kawy, z czego większość jest uprawiana w Brazylii. Stany Zjednoczone importują więcej kawy niż jakikolwiek inny kraj. Od 2015 roku Amerykanie spożywali około 400 milionów filiżanek kawy dziennie, co czyniło Stany Zjednoczone wiodącym konsumentem kawy na świecie.
Rośliny kawowe rosną na określonym obszarze między zwrotnikami Raka a Koziorożcem , zwanym pasem ziaren lub pasem kawy.
Etymologia
Oxford English Dictionary sugeruje, że języki europejskie ogólnie wydaje się, że dostał imię od tureckiego kahveh , około 1600 roku, prawdopodobnie przez włoskiego Caffè . Arabska qahwah , po turecku wymawiana kahveh , nazwa naparu lub napoju ; powiedziane przez arabskich leksykografów, że pierwotnie oznaczało „ wino ” lub jakiś rodzaj wina i było pochodną czasownika - rdzeń qahiya „nie mieć apetytu ”. Inną powszechną teorią jest to, że nazwa pochodzi od prowincji Kaffa w Etiopii , skąd gatunek mógł pochodzić.
Fabryka kawy
Kawowiec ma średnio od 5 do 10 m (16-33 stóp) wysokości. Wraz z wiekiem drzewo wydaje mniej owoców i powoli traci odporność na szkodniki i choroby.
Sadzonki kawy są często uprawiane w rzędach w odległości kilku stóp (w zależności od pożądanej gęstości wybranej przez rolnika). Niektórzy rolnicy sadzą inne drzewa, takie jak drzewa ocieniające lub inne drzewa uprawne, takie jak drzewa pomarańczowe wokół nich lub sadzą kawę na zboczach wzgórz, ponieważ potrzebują określonych warunków do rozwoju. Idealnie, ziarna kawy Arabica są uprawiane w temperaturach od 15 do 24 °C (59 do 75 °F), a Robusta w temperaturze 24-30 °C (75-86 °F) i otrzymują od 150 do 300 cm (59 do 118 cali) opadów rocznie. Ulewny deszcz jest potrzebny na początku sezonu, kiedy owoce się rozwijają, a mniej później, gdy dojrzewają.
Dwa mniej znane gatunki uprawiane do celów konsumpcyjnych to Coffea liberica i Coffea racemosa .
Przetwarzanie
Kiedy owoc jest dojrzały, prawie zawsze zbiera się go ręcznie, stosując albo "zbieranie selektywne", gdzie usuwane są tylko dojrzałe owoce, albo "zbieranie w paski", gdzie wszystkie owoce są usuwane z kończyny za jednym razem. Selektywny zbiór jest często używany do produkcji kawy o wyższej jakości, ponieważ wiśnie są zbierane w momencie, gdy są najbardziej dojrzałe. Zbieranie pasków jest masowe i pozwala na zbieranie owoców niedojrzałych, dojrzałych i przejrzałych. Aby poprawić jakość po zbiorze, zbiory muszą być sortowane.
W łaskun palmowy zjada jagody kawy i wydala ziarna. Ponieważ cywet preferuje smak najbardziej dojrzałych wiśni, cywet zbiera je selektywnie. Jego układ trawienny następnie przetwarza ziarna, rozkładając śluz i miazgę otaczającą nasiona. Gdy nasiona zostaną wydalone przez cyweta, można je zbierać, przetwarzać i sprzedawać jako produkt niszowy . Po ostatecznym przetworzeniu ziarna te nazywane są kopi luwak i często są sprzedawane jako rzadka i droga kawa.
Do przetwarzania owoców kawy stosuje się przede wszystkim dwie metody. Pierwszy, „mokry” lub „przemyty” proces, historycznie był zwykle przeprowadzany w Ameryce Środkowej i na obszarach Afryki. Miąższ wiśni oddziela się od nasion, a następnie nasiona poddaje się fermentacji – moczeniu w wodzie przez około dwa dni. To zmiękcza śluz, który jest lepką pozostałością miazgi, która wciąż jest przyczepiona do nasion. Następnie ten śluz jest zmywany wodą.
Metoda „przetwarzania na sucho”, tańsza i prostsza, była historycznie stosowana w przypadku fasoli o niższej jakości w Brazylii i dużej części Afryki, ale teraz przynosi korzyści, gdy jest dobrze wykonana. Gałązki i inne ciała obce są oddzielane od jagód, a następnie owoce układa się na słońcu na betonie, cegłach lub podwyższonych grządkach przez 2-3 tygodnie, regularnie obracając w celu równomiernego wysuszenia.
Kompozycja
Termin „zielone ziarna kawy” odnosi się do nieprażonych dojrzałych lub niedojrzałych ziaren kawy. Zostały one przetworzone metodami mokrymi lub suchymi w celu usunięcia zewnętrznej miazgi i śluzu i mają nienaruszoną warstwę wosku na zewnętrznej powierzchni. Gdy są niedojrzałe, są zielone. Gdy są dojrzałe, mają kolor od brązowego do żółtego lub czerwonawego i zazwyczaj ważą od 300 do 330 mg na suszone ziarno kawy. Nielotne i lotne związki zawarte w ziarnach zielonej kawy, takie jak kofeina , odstraszają wiele owadów i zwierząt przed ich zjedzeniem . Ponadto, zarówno nielotne jak i lotne związki przyczyniają się do smaku ziarna kawy podczas jego palenia. Nielotne związki azotowe (m.in. alkaloidy , trygonelina , białka i wolne aminokwasy ) oraz węglowodany mają duże znaczenie dla uzyskania pełnego aromatu palonej kawy i jej biologicznego działania. Od połowy 2000 roku ekstrakt z zielonej kawy jest sprzedawany jako suplement diety i został przebadany klinicznie pod kątem zawartości kwasu chlorogenowego oraz właściwości lipolitycznych i odchudzających.
nielotne alkaloidy
Kofeina (1,3,7-trimetyloksantyna) jest alkaloidem najczęściej występującym w zielonych i palonych ziarnach kawy. Zawartość kofeiny wynosi od 1,0% do 2,5% wagowych suchych ziaren zielonej kawy. Zawartość kofeiny nie zmienia się podczas dojrzewania ziaren zielonej kawy. Stwierdzono niższe stężenia teofiliny , teobrominy , paraksantyny , liberyny i metyloliberyny . Stężenie teofiliny, alkaloidu znanego z obecności w zielonej herbacie , zmniejsza się podczas procesu prażenia, zwykle około 15 minut w 230 ° C (446 ° F), podczas gdy stężenia większości innych alkaloidów nie ulegają zmianie. Rozpuszczalność kofeiny w wodzie wzrasta wraz z temperaturą oraz dodatkiem kwasów chlorogenowych, cytrynowego czy winowego , które są obecne w ziarnach zielonej kawy. Na przykład 1 g (0,035 uncji) kofeiny rozpuszcza się w 46 ml (1,6 uncji płynu) wody w temperaturze pokojowej i 5,5 ml (0,19 uncji płynu) w temperaturze 80 ° C (176 ° F). Alkaloidy ksantynowe są bezwonne, ale mają gorzki smak w wodzie, który jest maskowany przez kwasy organiczne obecne w zielonej kawie.
Trygonelinę ( N -metylo-nikotynian) jest pochodna witaminy B, 6 , która nie jest tak gorzki jak kofeina. W ziarnach zielonej kawy zawartość wynosi od 0,6% do 1,0%. W temperaturze prażenia 230 ° C (446 ° F), 85% trigoneliny ulega degradacji do kwasu nikotynowego , pozostawiając niewielkie ilości niezmienionej cząsteczki w prażonym ziarnie.
Białka i aminokwasy
Białka stanowią 8% do 12% suszonych ziaren zielonej kawy. Większość białek to białka magazynujące 11-S (alfa – składnik 32 kDa, beta – składnik 22 kDa), z których większość rozkłada się do wolnych aminokwasów podczas dojrzewania ziaren zielonej kawy. Ponadto białka zapasowe 11-S są degradowane do poszczególnych aminokwasów w temperaturze prażenia, a zatem są dodatkowym źródłem gorzkich składników z powodu wytwarzania produktów reakcji Maillarda . Wysoka temperatura i stężenie tlenu oraz niskie pH degradują białka magazynujące 11-S ziaren zielonej kawy do peptydów i aminokwasów o niskiej masie cząsteczkowej . Degradacja jest przyspieszona w obecności kwasów organicznych, takich jak kwasy chlorogenowe i ich pochodne. Inne białka obejmują enzymy , takie jak katalaza i oksydaza polifenolowa , które są ważne dla dojrzewania ziaren zielonej kawy. Dojrzała kawa zawiera wolne aminokwasy (4,0 mg aminokwasów/g kawy robusta i do 4,5 mg aminokwasów/g kawy arabica). W Coffea arabica , alanina jest aminokwasem o najwyższym stężeniu, to znaczy 1,2 mg / g, po czym asparagina 0,66 mg / g, podczas gdy w C. robusta , alanina jest obecny w stężeniu od 0,8 mg / g, a asparagina w 0,36 mg/g. Wolne aminokwasy hydrofobowe zawarte w świeżych ziarnach zielonej kawy przyczyniają się do nieprzyjemnego smaku, uniemożliwiając przygotowanie pożądanego napoju z takimi związkami. W świeżej zielonej kawie z Peru stężenia te określono jako: izoleucyna 81 mg/kg, leucyna 100 mg/kg, walina 93 mg/kg, tyrozyna 81 mg/kg, fenyloalanina 133 mg/kg. Stężenie kwasu gamma-aminomasłowego (neuroprzekaźnika) w zielonych ziarnach kawy z Tanzanii określono między 143 mg/kg a 703 mg/kg . Palone ziarna kawy nie zawierają żadnych wolnych aminokwasów; aminokwasy w ziarnach zielonej kawy są degradowane w temperaturze prażenia do produktów Maillarda (produktów reakcji między grupą aldehydową cukru a grupą alfa-aminową aminokwasów). Ponadto diketopiperazyny , np. cyklo(prolina-prolina), cyklo(prolina-leucyna) i cyklo(prolina-izoleucyna), są wytwarzane z odpowiednich aminokwasów i są głównym źródłem gorzkiego smaku palonej kawy. Gorzki smak diketopiperazyny jest wyczuwalny przy około 20 mg/litr wody. Zawartość diketopiperazyny w espresso to około 20 do 30 mg, co odpowiada za jego gorycz .
Węglowodany
Węglowodany stanowią około 50% suchej masy ziaren zielonej kawy. Frakcja węglowodanowa zielonej kawy jest zdominowana przez polisacharydy , takie jak arabinogalaktan , galaktomannan i celuloza , przyczyniające się do bezsmakowego smaku zielonej kawy. Arabinogalaktan stanowi do 17% suchej masy ziaren zielonej kawy o masie cząsteczkowej od 90 kDa do 200 kDa. Składa się z głównych łańcuchów galaktanowych połączonych wiązaniami beta-1-3 , z częstymi członkami reszt arabinozy (pentozy) i galaktozy (heksozy) w łańcuchach bocznych, posiadających właściwości immunomodulujące poprzez stymulację komórkowego systemu obronnego (odpowiedź Th-1) ciało. Dojrzałe ziarna kawy od brązowej do żółtej zawierają mniej pozostałości galaktozy i arabinozy w łańcuchu bocznym polisacharydów, dzięki czemu zielone ziarna kawy są bardziej odporne na rozkład fizyczny i mniej rozpuszczalne w wodzie. Masa cząsteczkowa arabinogalaktanu w kawie jest wyższa niż w większości innych roślin, poprawiając obronę komórkową przewodu pokarmowego w porównaniu z arabinogalaktanem o niższej masie cząsteczkowej. Wolne monosacharydy są obecne w dojrzałych ziarnach kawy w kolorze brązowym do żółtozielonego. Wolna część cukrów prostych zawiera sacharozę (gluko-fruktozę) do 9000 mg/100g ziaren zielonej kawy arabica, mniej w robusty, czyli 4500 mg/100g. W ziarnach zielonej kawy arabica zawartość wolnej glukozy wynosiła od 30 do 38 mg/100g, wolnej fruktozy od 23 do 30 mg/100g; wolna galaktoza 35 mg/100 g i mannitol 50 mg/100 g suszonych ziaren kawy. Mannitol jest silnym wymiataczem rodników hydroksylowych , które powstają podczas peroksydacji lipidów w błonach biologicznych.
Lipidy
Lipidy występujące w zielonej kawy obejmują: kwas linolowy , kwas palmitynowy , kwas oleinowy , kwas stearynowy , kwas arachidowy , diterpeny , triglicerydy , nienasycony długołańcuchowe kwasy tłuszczowe , estry i amidy . Całkowita zawartość lipidów w suszonej zielonej kawie wynosi od 11,7 do 14 g/100 g. Lipidy są obecne na powierzchni i wewnętrznej matrycy ziaren zielonej kawy. Na powierzchni zawierają one pochodne 5-hydroksytryptamidów kwasów karboksylowych z wiązaniem amidowym z kwasami tłuszczowymi (nienasycone C6 do C24) stanowiące do 3% całkowitej zawartości lipidów lub 1200 do 1400 mikrogramów/g suszonych ziaren zielonej kawy. Takie związki tworzą na powierzchni ziarna kawy woskowatą powłokę (200 do 300 mg lipidów/100 g suszonych ziaren zielonej kawy) chroniącą wewnętrzną macierz przed utlenianiem i insektami. Ponadto takie cząsteczki mają aktywność przeciwutleniającą ze względu na swoją strukturę chemiczną. Lipidy tkanki wewnętrznej to triglicerydy, kwas linolowy (46% wszystkich wolnych lipidów), kwas palmitynowy (30-35% wszystkich wolnych lipidów) i estry. Ziarna arabiki mają wyższą zawartość lipidów (13,5 do 17,4 g lipidów/100 g suszonych ziaren zielonej kawy) niż robusta (9,8 do 10,7 g lipidów/100 g suszonych ziaren zielonej kawy). Zawartość diterpenów to około 20% frakcji lipidowej. Diterpeny znajdujące się w zielonej kawie to kafestol , kahweol i 16-O-metylokafestol . W eksperymentach in vitro wykazano, że niektóre z tych diterpenów chronią tkankę wątroby przed utlenianiem chemicznym. W oleju kawowym z ziaren zielonej kawy diterpeny są estryfikowane nasyconymi długołańcuchowymi kwasami tłuszczowymi .
Nielotne kwasy chlorogenowe
Kwasy chlorogenowe należą do grupy związków zwanych kwasami fenolowymi , które są przeciwutleniaczami . Zawartość kwasów chlorogenowych w suszonych ziarnach zielonej kawy arabiki wynosi 65 mg/g, a robusty 140 mg/g, w zależności od terminu zbioru. Garg, Satish K. (2021). Nutraceutyki (wydanie drugie) Skuteczność, bezpieczeństwo i toksyczność . s. 725-748.W temperaturze prażenia ponad 70% kwasów chlorogenowych ulega zniszczeniu, pozostawiając w palonym ziarnie kawy pozostałość poniżej 30 mg/g. W przeciwieństwie do zielonej kawy, zielona herbata zawiera średnio 85 mg/g polifenoli. Te kwasy chlorogenowe mogą być cennym, niedrogim źródłem przeciwutleniaczy. Kwasy chlorogenowe to homologiczne związki zawierające kwas kawowy , kwas ferulowy i kwas 3,4-dimetoksycynamonowy , które są połączone wiązaniem estrowym z grupami hydroksylowymi kwasu chinowego . Zdolność antyoksydacyjna kwasu chlorogenowego jest silniejsza niż kwasu askorbinowego (witamina C) czy mannitolu, który jest selektywnym zmiataczem hydroksyrodników. Kwasy chlorogenowe mają gorzki smak w niskich stężeniach, np. 50 mg/l wody. Przy wyższym stężeniu 1 g/l wody mają kwaśny smak. Kwasy chlorogenowe zwiększają rozpuszczalność kofeiny i są ważnymi modulatorami smaku.
Związki lotne
Lotne związki zawarte w ziarnach zielonej kawy obejmują krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, aldehydy i aromatyczne cząsteczki zawierające azot, takie jak pochodne pirazyny (zielono-zielono-ziemisty zapach). Krótko mówiąc, takie lotne związki są odpowiedzialne za mniej przyjemny zapach i smak zielonej kawy w porównaniu z kawą paloną. Sukces komercyjny odniósł Starbucks, tworząc Green Bean Refreshers przy użyciu procesu, który przede wszystkim izoluje kofeinę z zielonej fasoli, ale w rzeczywistości nie używa namoczonego płynu z fasoli. Wielu konsumentów eksperymentuje z tworzeniem „ekstraktu” z zielonej fasoli poprzez moczenie zielonych ziaren kawy w gorącej wodzie. Często w zalecanych czasach namaczania (20 minut do 1 godziny) ekstrahuje się zbyt dużo kofeiny, aby zapewnić przyjemny smak. Czas namaczania wynoszący 12 minut lub mniej zapewnia smaczniejszy płyn, który można wykorzystać jako bazę do napoju zawierającego więcej składników odżywczych i mniej kofeiny niż przy użyciu tylko wyizolowanego ekstraktu kofeiny. Powstałą alkaliczną bazę bulionową można łączyć z kwaśnymi lub owocowymi ekstraktami, ze słodzikiem lub bez, w celu zamaskowania warzywnego smaku ekstraktu.
Podczas palenia ziaren zielonej kawy powstają inne cząsteczki o typowym przyjemnym aromacie kawy, których nie ma w świeżej zielonej kawie. Podczas prażenia większość lotnych związków o nieprzyjemnym smaku zostaje zneutralizowana. Niestety, inne ważne cząsteczki, takie jak przeciwutleniacze i witaminy obecne w zielonej kawie, ulegają zniszczeniu. Zidentyfikowano związki lotne o przyprawiającym o mdłości zapachu dla ludzi, w tym kwas octowy (ostry, nieprzyjemny zapach), kwas propionowy (zapach kwaśnego mleka lub masła), kwas butanowy (zapach zjełczałego masła, obecny w zielonej kawie w ilości 2 mg/100g ziarna kawy), kwas pentanowy (nieprzyjemny smak owocowy, występujące w zielonej kawy w dawce 40 mg / 100 g w ziarnach kawy), kwas heksanowy (tłuszczowym zjełczały zapach), kwas heptanowy (zapach tłuszczowy), kwas oktanowy (odpychające oleistą zjełczały zapach) ; kwas nonanowy (łagodny, orzechowy zapach tłuszczu); kwas dekanowy (kwaśny, odpychający zapach) i pochodne takich kwasów tłuszczowych – kwas 3-metylowalerianowy (kwaśny, zielono-ziołowy, nieprzyjemny zapach), aldehyd octowy (ostry, mdlący zapach, nawet mocno rozcieńczony, obecny w suszonych ziarnach zielonej kawy w stężeniach około 5 mg/kg), propanal (działanie duszące na drogi oddechowe, penetrująco-mdlące), butanal (działanie mdlące, obecny w suszonych ziarnach zielonej kawy w ilości od 2 do 7 mg/kg) lub pentanal (działanie bardzo odpychające) .
Bibliografia
Zewnętrzne linki
-
Multimedia związane z ziarnami kawy w Wikimedia Commons
