Kawa – chemiczne właściwości a mity

Kawowce (Coffea) to rodzaj wiecznie zielonej rośliny występującej w ponad stu gatunkach. Rośnie głównie w Afryce, choć z racji popularności marek handlowych mieszkańcy Europy kojarzą kawę raczej z Brazylią, Kolumbią, Kostaryką i Meksykiem. Niektóre rośliny są okazałymi drzewami, inne dorodnymi krzewami.

Napary z mielonych ziaren przyrządza się głównie z dwóch gatunków: Coffea arabica oraz Coffea canephora (robusta). Ziarna arabiki są płaskie, z charakterystyczną bruzdą w kształcie litery S, o zawartości kofeiny od 0,9 do 1,4%. Powstaje z nich łagodna, aromatyczna kawa. Robusta ma mniejsze ziarna, bruzda podłużna bardziej przypomina pionową linię. Kawa robusta jest gorzkawa, cierpka, z powodu wysokiej zawartości kofeiny, od 1,8 do 4%.

Główne uprawy kawy znajdują się w pasie okołorównikowym.

Zachęcamy Państwa do zaparzenia na lekcji chemii obu gatunków kawy oraz na przykład rozpuszczalnej Nescafe i zmierzenia ich odczynu pH czujnikiem PASCO PS-3204. Dodajmy, że arabica uchodzi za kawę bardziej kwaśną, ale na odczyn pH przede wszystkim wpływa jakość kawy, a następnie gatunek i czas wypalania.

Im kawa bardziej kwaśna, tym gorsza? Dopuścilibyśmy się uproszczenia. Spróbujcie Państwo zaparzyć, skosztować, a następnie zmierzyć pH różnych jej gatunków. Czy rzeczywiście smakują Wam kawy najmniej kwaśne? Podzielcie się z nami wynikami eksperymentów.

A może warto porównać też inne własności fizyczne lub chemiczne różnych rodzajów kaw? Czy na przykład różnice w zawartości jonów daje się zauważyć posługując się czujnikiem konduktywności PASCO PS-3210?

Kolor kawy, jaki znamy ze sklepów, pochodzi z procesu prażenia. Polega on na podgrzaniu wysuszonych ziaren do temperatury 240 stopni Celsjusza i utrzymywaniu jej od 5 do 20 minut. Ziarno zmienia kolor z zielonego na brązowy, traci niemal całą wilgoć. Cukry ulegają procesowi karmelizacji, białka rozkładają się do peptyd, które tworzą łagodnie oleistą powłokę.

Kawowa moc kofeiny

Podstawowym związkiem chemicznym ziarna kawy po obróbce jest kofeina.

Wzór chemiczny kofeiny

Odstrasza owady i szkodniki, głównie ze względu na gorzki smak. Jej spożycie przez ludzi pobudza i stymuluje ośrodkowy układ nerwowy. Bez kawy o poranku większość z nas nie „startuje do życia”.

Zawartość kofeiny zależy od gatunku, ale i warunków parzenia: im dłuższy czas i wyższa temperatura, tym większa zawartość kofeiny. Dlatego największe pobudzenie dają “kawa po turecku” oraz parzona bezpośrednio w kubku lub w filiżance. Tę wersję dobrze znamy z PRL-u i nadal z wielu domów w Polsce.

Temperatura wody wpływa także na wartości smakowe zaparzonej kawy. Powinna mieścić się w przedziale od 91 do 96 stopni Celsjusza. Zbyt mała poskutkuje tym, że smak i aromat będą ubogie. Zbyt wysoka, spowoduje, że kawa będzie gorzka i niesmaczna. Nie bez znaczenia jest też ciśnienie wody używanej do przygotowania naparu. Optymalna jego wartość mieścić się powinna w przedziale od 9 do 15 barów. Można je zmierzyć czujnikiem ciśnienia PASCO PS-3203, ale trzeba by do tego skonstruować specjalny układ pomiarowy.

Rodzaj kawy a zawartość kofeiny

Wbrew pozorom, espresso zawiera stosunkowo mało kofeiny. Po pierwsze dlatego, że sporządza się je z małej ilości kawy, a po drugie – kontakt z gorącą wodą trwa kilkanaście lub kilkadziesiąt sekund.

Poza kofeiną, do najważniejszych związków chemicznych zawartych w kawie należą polifenole i kwasy fenolowe, stanowiące około 6% masy ziarna arabiki i 10% robusty. Najważniejszy z nich to kwas chlorogenowy. Ma silne właściwości przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwgrzybicze. Uwaga! Kwas chlorogenowy zawarty jest wyłącznie w zielonej kawie, czyli tylko suszonej, nie podlegającej procesowi prażenia.

Kawa zielona ma nie tylko najwięcej polifenoli, ale i kofeiny.

Zawartość kofeiny (mg/l) w zależności od rodzaju kawy:

Rozpuszczalna Nescafe 7,17

Kawa zielona 5,77

Lavazza Qualita Oro mielona 3,51

Tchibo Family mielona 1,95

Zawartość kofeiny w zależności od rodzaju kawy

Opracowano na podstawie: Chemiczne tajemnice kawy, Anna-Maria Tryba, Chemia w Szkole, nr 1/2020

Udostępnij: