Studie: Co ovlivňuje trvanlivost kávy?

Čerstvost kávy je velmi debatované téma. Ať je to diskuze o tom, jak dlouho čekat po pražení, jak dlouho je káva ještě dobrá, nebo jak a jestli ovlivňují různé uzávěry káv její degradaci. Přesně na to se soustředil tým doktora Samo Smrkeho na Univerzitě aplikovaných věd v Zurichu se zaměřením na kávové kompetence a analytické technologie. My jsme studii s názvem „Vliv různých způsobů skladování kávy na její čerstvost po otevření balíčků“ prošli a přinášíme vám ji ve stravitelnějším kabátku. 

Ujasnění na začátek

Káva je milována hlavně díky svým aromatickým a chuťovým kvalitám, stejně jako díky psychoaktivním efektům kofeinu. Tyhle kvality se musí nejprve ze zeleného zrna dostat pražením, během kterého reagují cukry s aminokyselinami a vytváří přes 30 různých těkavých organických sloučenin odpovědných za aroma kávy. Všichni již víme, že je potřeba si dát pozor na správné skladování kávy a monitorovat její čerstvost včetně degradace chuťových kvalit – studie na tohle přistupovala chemicky (nikoliv senzoricky) a sledovala vývoj určitých sloučenin, kyslíku a oxidu uhličitého s časem. To si ukážeme dále. 

Přibližně 1 % upražených zrn tvoří oxid uhličitý. Ten uniká po dobu zhruba jednoho měsíce po upražení ze zrna – tomuto „stárnutí“ zrn se také říká „degassing“. Proto často máme na balíčcích kávy ventily, které CO2 pouští ven. A to tak, aniž by žádný O2 nevnikl dovnitř. Většina aromatických sloučenin je velmi těkavých a začnou po ukončení pražení postupně ubývat. Kávové balíčky s dobrou bariérou zabraňují, aby vzduch vniknul dovnitř, a zpomalují proces degradace a ztrátu čerstvosti. 

Co je čerstvost a co ji udává?

Čerstvost (u kávy) je definována jako káva, která je nejblíž zachování kvalit čerstvě pražené kávy. Ztráta čerstvosti se dá měřit pomocí stupně degassingu anebo analyzováním úbytku relevantních aromatických sloučenin pomocí plynové chromatografie (s hmotnostním spektrometrem), dále jako GC/MS. Tahle studie referuje k sekundární trvanlivosti zrn, tedy trvanlivosti po otevření balení a následného uzavření v různých typech nádob/balíčků. Jde o to zjistit, jak káva stárne, když si ji vychutnáváme po dobu několika týdnů.

Aromatické sloučeniny, které je potřeba pro tento test sledovat, jsou: 2-methylpropanal, 3-methylbutanal, 2,3-butanedione, 2-methylfuran, methanethiol a 2-furfurylthiol. Tyhle indexy (indexy čerstvosti = poměr dvou sloučenin) a jejich změny se dají vyhodnocovat pomocí analýzy headspace (HS GC/MS), která sleduje uvolnění těkavých sloučenin ze vzorku během postupného ohřívání v uzavřené ampulce. 

Je také důležité sledovat postupný obsah kyslíku (O2) a oxidu uhličitého (CO2) v balíčcích, o to se postaralo zařízení CheckPoint II. 

Jaké byly použity uzávěry?

Po celou dobu studie byla používána stejná káva stejné šarže od firmy Tchibo. Zabalená klasicky tak, jak to u kávy ze supermarketu známe. Po 3 týdnech degassingu se káva přemístila do balíčků s testovanými uzávěry. Konkrétně: balíček s integrovaným šroubovacím vrškem; uzavření pomocí sponky; vzduchotěsná nádoba a zalepení balíčku kávy lepící páskou. Spolu s referenčním vzorkem, což byl neotevřený balíček kávy (pro každé měření se otevřel nový), tvořila tahle skupina základ studie.

Jak vypadal měřený vzorek?

Dvakrát za týden se odebíralo 49 g kávy, ze kterého se měřilo množství kyslíku a oxidu uhličitého. Zároveň se jednou týdně určovaly čerstvostní indexy. Jednotlivé vzorky z balíčků s různými typy uzávěrů se pomlely, odebral se vzorek pro měření v GC/MS (4 g kávy), přemístil se do specializované ampulky a ošetřil se dusíkem. 

Hlavní část studie, testování a analýza

Test pro každý vzorek se prováděl 5x paralelně – tedy 5 jednotlivých vzorků (4 druhy uzávěrů + 1 referenční) po 5 paralelních testech, které probíhaly pomocí plynové chromatografie. Vzorky byly zpracovány MPS2 autosamplerem. Před zahájením testu byly inkubovány po 20 minut v 70 °C, aby se předešlo nestálosti vzorku. Ten se poté separoval pomocí nosného plynu a započal teplotní program, během kterého byly sledovány relevantní sloučeniny a postupně odebírány. 

Teplotní program: 20 °C na 20 minut; poté se zvedal o 10 °C každou minutu až do 70 °C; poté o 5 °C/min do 170 °C a nakonec o 40 °C každou minutu do dosáhnutí 220 °C.

Sloučeniny se poté porovnaly s externími standardy pro vytvoření čerstvostních indexů. 

Čerstvostní indexy se počítaly s použitím vrcholných intenzit jednotlivých sloučenin, které nasbírala chromatografie. Tyhle indexy byly poté převedeny do lineární regrese a porovnány – grafy můžete vidět v dalším odstavci.

Co nám to přineslo? 

Pomocí analýzy headspace se tedy změřil úbytek čerstvosti a stárnutí kávy v různých podmínkách skladování. Nálezy chromatografie i obsah CO2 a O2 se porovnávaly s neotevřenými balíčky.

Čerstvostní indexy

Dva čerstvostní indexy sledovaly stárnutí kávy v různých uvedených podmínkách porovnáním vůči referenčnímu vzorku. Tyto indexy byly vytvořeny spojením dvou sloučenin, a to: 2-butanone/2-methylfuran (dále: 2/2) a dimethyl disulfide/methanethiol (dále: d/m).

Pomocí indexu 2/2 vědci zjistili, že nejproblematičtější je ztráta 2-methylfuranu. Ta se ukázala být hlavní příčinou postupného nárůstu tohoto indexu pro úplně všechny testované subjekty – zejména u kávy uchovávané v dóze a u balení zavřeného lepící páskou. Tento index tedy jasně ukazuje rozdíly mezi různými způsoby uzavírání balíčků. 

Index d/m zjišťoval stárnutí kávy pomocí těkavosti a oxidaci methanethiolu. Ten se totiž při skladování rozkládá a vytváří dimethyl disulfide. Bohužel tento index nedokázal rozlišit mezi různými typy uzávěrů, protože methanethiol silně reaguje s kyslíkem po otevření. Největší nárůst tohoto indexu tedy způsobilo spíše časté otevírání balíčků nežli nějaký způsob jejich uzavírání. 

Celkově metoda headspace detekovala 55 sloučenin, z toho pouze 2 výrazně a konzistentně zvýšily intenzitu s uplynulým časem. 

První je dimenthyl disulfide (z indexu d/m), jenž vzniká oxidací methanethiolu. Největší posun byl mezi začátkem a třetím týdnem studie. Známe poučku o tom nechat napraženou kávu alespoň 3 týdny odležet, nenechte se ale zmást, tohle s tím nesouvisí, neboť tady jde o již otevřenou kávu. V uzavřených balíčcích zůstal index stabilní. 

Druhou sloučeninou, která svou intenzitu během studie výrazně zvýšila je hexanal. Je to známý indikátor stárnutí kávy, protože vzniká oxidací mastných kyselin. I když byl oproti referenčnímu standardu vyšší, nebyl dostatečně velký, aby byl vyhodnocen jako významný pro praktické užití jako indikátor stárnutí kávy. 

Pro zasazení výsledků indexu 2/2 do kontextu, byla na celý dataset chromatografie provedena PCA analýza (analýza hlavních komponent), která potvrzuje výsledky indexů čerstvosti. 

Na grafu č. 4 vidíme jednotlivé testované způsoby uzávěru. Dimenze PC1 odděluje otevřené balíčky podle doby po otevření, zatímco PC2 rozlišuje různé způsoby skladování po otevření. Jednotlivá čísla každého způsobu jsou týdny po otevření. Body, které na tomhle dvou-dimenzionálním grafu jsou blíže k bodům referenčního vzorku, se dají považovat za nejméně ztrátové co se týče aroma a čerstvosti.

Postupný vývoj koncentrací CO2 a O2

Vývoj koncentrací CO2 a O2 je znázorněn na Obr. 5. Po třech týdnech skladování bylo v neotevřených baleních přibližně 70 % oxidu uhličitého a méně než 0,5 % kyslíku. V průběhu devítitýdenního skladování zůstala koncentrace kyslíku v neotevřených baleních blízko nuly, zatímco koncentrace oxidu uhličitého mírně vzrostla na 77% díky degassingu.

Po otevření balení se složení vnitřního vzduchu rychle změnilo během prvních 10 dnů, přičemž rozdíly byly patrné mezi jednotlivými způsoby uzavření. U balení přemístěného do dózy nebo znovu uzavřeného lepící páskou dosáhla koncentrace kyslíku 21 % během jednoho týdne. Oxid uhličitý poklesl téměř na nulu, což zvýšilo riziko oxidace a stárnutí kávy. Uzávěry se sponkou nebo šroubovací uzávěry byly mírně účinnější, avšak koncentrace kyslíku i tak vzrostla nad 10 %.

Pokles oxidu uhličitého kopíroval vývoj kyslíku – nejrychlejší náhrada oxidu uhličitého za kyslík byla pozorována u balení zalepeného lepící páskou a u dózy. 

Co nám to tedy říká? 

Tahle studie nám ukazuje, jak si stojí různé způsoby uzavření kávy. Nutno podotknout, že se nevěnovala pro nás nejpoužívanějšímu balíčku se zipem. Do jisté míry se dá šroubovací balení vyměnit za to naše zipové, protože to fungovalo jako balení, ve kterém káva přišla. Určitě se vyvarujte lepící pásce a dóz. A u kávy, kterou byste rádi uskladnili na delší čas, vám mohu doporučit kávu zamrazit nebo zavakuovat.

Studie nám představuje různé druhy chemické analýzy čerstvosti kávy, stejně jako relevantní sloučeniny. Její autoři budou dále usilovat a úplné pochopení této problematiky, včetně senzorické analýzy, která je přeci jen trochu důležitější než samotný index čerstvosti. Bezpochyby jsou ale takové studie velmi důležité, zajímavé a vytváří možnosti pro další bádání. 

Článek vznikl výhradně díky studii „Vliv různých způsobů skladování kávy na její čerstvost po otevření balíčků“ od autorů Samo Smrke, Jan Adam, Samuel Mühlemann, Ingo Lantz, Chahan Yeretzian. (Smrke S., Adam J., Mühlemann S., Lantz I., Yeretzian C. Effects of different coffee storage methods on coffee freshness after opening of packages. Elsevier, 2022.)

Titulní obrázek: Steph Quernemoen

Mohlo by tě také zajímat

Mražení kávy: Trik pro čerstvost nebo slepá ulička?

text David Hradský

čtení13 min

datum12. 11. 2024

Domácí příprava Káva

Mražení kávy je téma, které vyvolává vášnivé debaty. Někteří jej považují za způsob, jak prodloužit čerstvost, jiní za hrozbu pro kvalitu. V článku prozkoumáme vědecké výzkumy a výhody i nevýhody této metody uchovávání kávy.